Problémy, které mohou nastat při řezání plechů laserem

Při řezání laserem se vyskytují problémy, jako je pěna na spodní straně obrobku, záhyby na spodním konci řezné plochy, přepálení pravých úhlů/ostrých rohů a drsný řezný povrch. Následující text systematicky rozebere příčiny a řešení těchto problémů.

Přehled řešení základních problémů

Problém 1: usazeniny na spodní straně obrobku (visící struska)

Analýza příčin: po roztavení materiálu laserem není včas a úplně odfouknut pomocným plynem ze dna řezu, čímž dochází ke kondenzaci a tvorbě visící strusky. V podstatě se jedná o otázku energetické a plynové bilance.

Řešení:

1. Optimalizace parametrů plynu:

• Tlak; U nerezové oceli, hliníkových slitin atd. musí být při použití dusíku jako vysoce čistého pomocného plynu tlak dostatečně vysoký (například 1,6 MPa nebo více), aby se dosáhlo řezání bez oxidace a odfoukla struska. Při použití kyslíku pro uhlíkovou ocel by měl být tlak mírný, příliš vysoký tlak zintenzivní reakci a vytvoří hrubou strusku.
• Čistota a typ: aby byla zajištěna čistota plynu (zejména dusík vyžaduje více než 99,9 %), musí být čistota kyslíku také vyšší než 99,5 %.

2. Kalibrace zaostření paprsku:

• Nejčastější příčinou je odchylka polohy ostření. Proveďte kalibraci ostření a zkuste jemně doladit polohu ostření nahoru a dolů. Obecně platí, že mírné snížení ostření (hluboko v materiálu) pomáhá zlepšit kvalitu spodního řezu.

3. Upravte výkon a rychlost

• Příliš vysoká rychlost nebo příliš nízký výkon povede k prořezání a tvorbě měkké visící strusky; příliš nízká rychlost nebo příliš vysoký výkon povede k přetavení a tvorbě tvrdé a křehké visící strusky. Je nutné najít nejlepší kombinaci výkonu a rychlosti, která odpovídá tloušťce plechu.

4. Zkontrolujte a vyměňte trysku:

• Použití poškozených, deformovaných nebo nesourodých trysek může narušit proudění vzduchu. Zkontrolujte, zda je středový otvor trysky zaoblený, a vyberte trysku s vhodným průměrem podle tloušťky plechu (obvykle velký průměr pro silné plechy a malý průměr pro tenké plechy).

Problém 2: Ustřihněte spodní sklady (pruhy/přepálení)

Analýza důvodu: Jedná se o typický jev přepalování. V důsledku nadměrného přívodu tepla se materiál nadměrně taví nebo dokonce odpařuje, čímž se v dolní polovině řezné části vytvářejí drsné, vrásčité pruhy.

Řešení:

• Primární nastavení: Zvyšte řeznou rychlost. Příliš nízká rychlost je hlavním důvodem, zvýšení rychlosti může snížit dobu působení laseru v jednotce plochy, aby se zabránilo akumulaci tepla.
• Snižte výkon laseru. Pokud již nelze zvýšit rychlost nebo pokud zvedání vede k proříznutí, je třeba výkon odpovídajícím způsobem snížit, aby se snížil celkový tepelný příkon.
• Upravte polohu zaostření. Zkuste polohu zaostření trochu snížit, aby se energie více koncentrovala a zmenšila se zóna ovlivněná teplem.
• Zkontrolujte a snižte tlak pomocného plynu. Zejména při použití kyslíku k řezání uhlíkové oceli příliš vysoký tlak kyslíku zhorší oxidační reakci jako „zlepšovač spalování“ a generuje nadměrné teplo. Přílišné snížení tlaku vzduchu může mít neočekávané účinky.

Problém 3: Pravý úhel/ostré popálení

Analýza důvodu: Rychlost laserové řezací hlavy je stabilní při chůzi po přímé linii, ale při řezání do pravého nebo ostrého úhlu musí zpomalit, otočit se a znovu zrychlit. Pokles rychlosti v rohu způsobí prodloužení doby setrvání laseru a prudké akumulování tepla, čímž se ostrý roh ablace odstraní.

Řešení:

1. Použijte přechod se zaoblenými rohy (nejúčinnější metoda):

• Ve fázi návrhu výkresu se ostrý roh změní na malý zaoblený roh (roh R). I malé zaoblení s poloměrem 0,5 mm může zajistit plynulý přechod řezné hlavy, zabránit drastickým změnám rychlosti a účinně zabránit přepálení.

2. Použijte funkci pro zpracování rohů (funkce pro jasný roh):

• Moderní laserové řezací systémy jsou vybaveny funkcí „řízení výkonu v rohu“ nebo „světlého rohu“. Tato funkce dokáže:
• Při detekci rohu se výkon laseru automaticky sníží.
• Nebo použijte segmentované řezání, krátce vypněte laser v rohu a řežte na dva segmenty.
• Chcete-li tuto funkci povolit a ladit, nahlédněte do manuálu operačního systému vašeho zařízení.

3. Snižte řeznou rychlost v rohu:

• V tabulce procesních parametrů je řezná rychlost rohu nastavena samostatně, aby byla nižší než lineární rychlost, ale je nutné ji použít ve spojení se snížením výkonu.

Problém 4: drsný řezný povrch (svislé zrno)

Analýza důvodů: řezná plocha se jeví jako zřetelné, ne jako hladké svislé pruhy, obvykle kvůli energetické nestabilitě nebo nesouladu parametrů, což vede k nerovnoměrnému stavu tavení materiálu.

Řešení:

• Zajistěte přesné a stabilní zaostření: Toto je nejdůležitější faktor pro dosažení hladkého řezného povrchu. I malá změna zaostření povede k velkému rozdílu v liniích průřezu. Vyčistěte a kalibrujte zaostřovací čočku, abyste zajistili stabilní zaostření.
• Používejte vysoce čistý pomocný plyn: Nečistoty v plynu mohou narušovat tok a proces chlazení roztaveného kovu, což vede k drsným řezům.
• Optimalizujte řeznou rychlost: Nestabilní rychlost nebo nesprávné nastavení způsobí, že se roztavený kov bude během procesu chlazení tvořit nerovnoměrné pruhy. Najděte stabilní rychlost, která vytváří souvislé a hladké třísky.

Zkontrolujte stabilitu zařízení:

• Je vodicí lišta hladká? Vibrace zařízení se budou přímo odrážet na řezné ploše.
• Je tryska souosá s paprskem? Proudění vzduchu v různých osách může způsobit asymetrii a drsnost řezu.
• Jsou optické čočky čisté nebo poškozené? Znečištěné čočky mohou rozptylovat laserovou energii, což má za následek slabé řezy a drsné výbrusy.

Obecný kontrolní seznam pro základy

Před provedením jakýchkoli jemných úprav parametrů nezapomeňte provést následující základní kontroly:

1. Optická čočka:Zkontrolujte, zda jsou zaostřovací čočka a ochranná čočka čisté, bez znečištění, skvrn od vody a poškození.

2. Seřízení trysek:Ujistěte se, že laserový paprsek prochází dokonale ze středu trysky.

3. Plyn a plynový okruh:Zkontrolujte, zda v plynovém okruhu nedochází k úniku plynu a zda je zvolen správný typ a čistota plynu.

4. materiál:aby se zajistilo, že povrch desky je čistý, bez oxidové vrstvy, oleje a rovnoměrného materiálu.

Shrnutí a doporučení

Řezání laserem je přesný proces s víceparametrovou synergií. Klíčem k řešení problému je „měnit vždy pouze jednu proměnnou“ a vést záznamy, které přesně určí příčinu problému.