Hvordan opnår man en blank, poleret kant ved laserskæring af stålplader?

For at opnå en oxidfri, meget reflekterende skæreflade (kendt som "bright-face cutting") ved laserskæring af stålplader (typisk kulstofstål) er nøglen fuldstændig at forhindre oxidation under skæreprocessen.og at bruge fint afstemte skæreparametre, der blæser det smeltede materiale grundigt væk. Almindelig luftskæring vil danne en ru, grå overflade med et oxidlag. For at opnå en blank overfladeskæring skal du følge disse nøgletrin og principper:

Kerneprincip

Essensen af ​​blankskæring er "smelteskæring" snarere end "oxidationsskæring".

Oxidationsskæring (almindelig luft): Brugen af ​​ilt som hjælpegas forårsager en intens eksoterm reaktion (forbrænding) mellem jern og ilt, hvilket producerer en stor mængde jernoxidslagge, hvilket giver en ru og gråsort skæreoverflade.

Smelteskæring (spejlblank skæring): Bruger nitrogen med høj renhed (N2) eller argon (Ar) som hjælpegas. Den inerte gas isoleres fra ilt, laseren smelter kun metallet, og højtryksgassen blæser den rene metalopløsning væk for at opnå en sølvblank overflade uden oxidation.

Nøgleelementer og trin til at opnå blank overfladeskæring

1. Hjælpegas: Der skal anvendes nitrogen af ​​høj renhed

• Renhedskrav: ≥ 99,99% (normalt 4 niere eller højere). Utilstrækkelig renhed kan forårsage spor af oxidation, hvilket påvirker overfladefinishen.
• Trykkrav: Meget høje. Afhængigt af pladens tykkelse kræves der normalt et stabilt tryk på 15-20 bar (ca. 1,5-2,0 MPa) eller endnu højere. Det er nødvendigt at bruge en stor mængde flydende nitrogentank eller nitrogengenerator, som en almindelig luftkompressor ikke kan opfylde.
• Funktion: blæs smeltet metal væk, afkøl skæresømmen, isolering af ilt.

2. Laserstyrke og -tilstand: kræver høj effekt og stråle af høj kvalitet

• Strømkrav: Opnåelse af blank overfladeskæring kræver normalt højere lasereffekt. For eksempel vil det være lettere og mere effektivt at skære 6 mm blanke overflader af kulstofstål med en 4000W laser end at skære almindelige plader med samme tykkelse. Utilstrækkelig effekt vil forårsage for langsom skærehastighed og varmeophobning, hvilket vil påvirke kvaliteten.
• Strålekvalitet: Single-mode laser eller quasi-single-mode laser har iboende fordele ved skæring på den lyse overflade end multi-mode laser på grund af sin mere koncentrerede energitæthed og mindre plet.

3. Skæreparametre: finjustering

Følgende parametre skal optimeres præcist i henhold til udstyret og gasforholdene:

• Skærehastighed: Sammenlignet med oxygenskæring vil hastigheden blive betydeligt reduceret. Hvis hastigheden er for høj, vil smelten ikke blive blæst ren, og der vil hænge slagge på bagsiden; hvis hastigheden er for lav, er varmetilførslen for stor, og pladen kan overophede og skifte farve.

Dysevalg og -højde:

• Dysediameter: Vælg normalt en større dysediameter (f.eks. φ3 mm eller φ4 mm) for at tilpasse sig det høje tryk og den store nitrogenstrøm for at sikre, at luftstrømmen er stabil og dækker hele spalten.
• Dysehøjde: Den skal kontrolleres præcist, generelt lidt højere end ved skæring med ilt for at danne et godt lufttæppebeskyttelse.
• Fokusposition: Fokus er normalt indstillet på pladens overflade eller lidt under, og den bedste position skal bestemmes eksperimentelt for at opnå den smalleste og lyseste spalte.
• Peak power/frekvensmodulation: For nogle tykkere plader hjælper brugen af ​​​​en passende pulsskæringstilstand med at kontrollere varmetilførslen for at opnå en bedre blank overfladeeffekt.

4. Bestyrelseskrav

• Overfladerengøring: Olie, rust og belægninger på pladens overflade vil påvirke skæreeffekten og bør rengøres på forhånd.
• Ensartet materiale: Ujævnt materiale resulterer i inkonsistente glittereffekter.

Oversigt over driftsproces

1. Forberedelse:Sørg for at bruge et system til tilførsel af nitrogen med høj renhed og højtryksgas. Rengør pladeoverfladen.

2. Vælg dyse:Installer en dyse med stor diameter, der er egnet til højtryksskæring med nitrogen (f.eks. φ3 mm).

3. Indstilling af parametre:Vælg tilstanden "Nitrogenskæring" eller "Blank overfladeskæring" i skærestyringssoftwaren. Indtast plademateriale (kulstofstål) og tykkelse.

4. Justering af nøglepunkter for referencer:

• Hjælpegassen blev indstillet til N2.
• Gastrykket justeres til det høje trykområde (for eksempel, for 6 mm kulstofstål, prøv først fra 18 bar).
• Reducer skærehastigheden betydeligt (det kan være iltskæring med en tykkelse på 1/3 til 1/2).
• Juster fokus og dysehøjde passende.

5. Prøveskæring og optimering:Brug først små grafikker eller restkanter til prøveskæring. Observationssektion:

• Hvis den øvre del er lys, er den nedre del fordelt sort eller hængende slagge: det kan være for hurtigt eller utilstrækkeligt lufttryk.
• Hvis hele sektionen er gul eller oxideret: nitrogenets renhed er ikke tilstrækkelig, eller trykket er for lavt, og der er blandet ilt i.
• Hvis skæringen ikke er gennemsigtig, eller slaggen sidder hårdt fast: utilstrækkelig kraft, for hurtig eller fokuspositionen er forkert.

6. Formel klipning:efter afslutningen af ​​parameteroptimeringen, den formelle skæring.

Overvejelser og begrænsninger

• Højere omkostninger:Der forbruges en stor mængde nitrogen med høj renhed, skærehastigheden er langsom, og enhedsomkostningerne er meget højere end ved iltskæring.
• Tykkelsegrænse:Den blanke overfladeeffekt forværres, efterhånden som tykkelsen øges. Det fungerer normalt bedst på mellemtynde og tynde plader af kulstofstål (1-12 mm). Når pladetykkelsen overstiger udstyrets kapacitet, er det vanskeligt at opnå en perfekt blank overflade.
• Udstyrskrav:Der er højere krav til lasereffekt, strålekvalitet, maskinstabilitet og gasforsyningssystem.
• Hovedanvendelse:Bruges til at opfylde kravene til emnets udseende, svejsning og sprøjtekvalitet, såsom elevatorpaneler, præcisionsmekaniske dele, udseendedele osv., for at undgå den efterfølgende slibning.

Kort sagt, for at fjerne den lyse overflade, skal du huske de tre elementer: højt tryk og nitrogen med høj renhed, høj effekt og god stråle, samt finjusteringsparametre ved lav hastighed.Det anbefales at indhente en grundlæggende parametertabel for en specifik model og tykkelse fra udstyrsproducenten og bruge denne som grundlag for finjustering på stedet.