Sådan løser du problemet med grater ved laserskæring af tynde plader

Forekomsten af ​​grater ved laserskæring af tynde plader er et meget almindeligt problem. Dette skyldes normalt ikke en enkelt faktor, men er et resultat af den kombinerede effekt af flere faktorer såsom udstyr, parametre, materialer og gasser. For systematisk at løse dette problem kan vi følge en fejlfindingsproces fra let til vanskeligt og fra software til hardware. Dernæst vil vi uddybe de specifikke handlinger og løsninger for hvert trin i detaljer:

Trin 1: Kontrol og justering af kerneparametre (det mest almindelige problemområde)

1. Fokusposition

• Fokuspositionen er en af ​​de mest kritiske parametre, der påvirker skærekvaliteten. Forkert fokusering vil føre til, at energien ikke koncentreres, hvilket gør det umuligt at blæse slaggen effektivt væk.
• Symptomer: Både et for højt eller for lavt fokus vil forårsage slaggedannelse i bunden (grater).

Løsning:

• Udfør fokuskalibrering: Sørg først for, at dit udstyrs fokus er præcist. Brug en fokusmåler eller en automatisk kalibreringsfunktion.
• Udfør fokustest: Skær en lige linje eller en cirkel på et skrotstykke ved forskellige fokuspositioner (f.eks. fra -1 mm til +1 mm, med et interval på 0,2 mm), og observer hvilken position der har færrest grater. For tynde plader anbefales det normalt at bruge negativ defokusering (dvs. fokus er under pladens overflade, i en afstand af ca. 1/3 til 1/2 af pladens tykkelse), hvilket kan danne et bredere snit og lette nedadgående blæsning af slagge af gasstrømmen.

2. Hjælpegas

Gastype og renhed:

• Skæring af kulstofstål: Skal bruge ilt. Ilt deltager i forbrændingsreaktionen, hvilket giver yderligere energi og danner jernoxid med lavt smeltepunkt, som let blæses væk af gasstrømmen. Hvis der anvendes luft eller nitrogen, vil der blive produceret en stor mængde sorte slaggegrater.
• Skæring i rustfrit stål og aluminiumlegering: Der skal anvendes nitrogen med høj renhed. Nitrogenets rolle er at blæse det smeltede metal væk og forhindre oxidation. Hvis nitrogenets renhed er utilstrækkelig (foreslået at være over 99,9%), eller trykket er for lavt, vil der dannes grater i bunden af ​​materialet på grund af oxidation og utilstrækkelig afkøling.

Gastryk:

• For lavt tryk: Kan ikke blæse slaggen effektivt væk, hvilket resulterer i grater, der hober sig op i bunden.
• For højt tryk: Ved tynde plader kan for højt tryk skabe hvirvler ved snittet, hvilket svækker slaggeblæsningseffekten og muligvis forårsager ru snitflader og endda smeltede klumper, der er vanskelige at fjerne.

Løsning:Se de anbefalede parametre fra udstyrsproducenten baseret på materialetype og tykkelse, og foretag finjusteringer i overensstemmelse hermed. For eksempel, når man skærer 1 mm kulstofstål, er ilttrykket normalt mellem 0,8-1,2 bar.

3. Skærehastighed og laserkraft

• Disse to skal være perfekt afstemte.
• For høj hastighed: Utilstrækkelig energitilførsel, materialet smeltes og skæres ikke helt, hvilket efterlader kontinuerlige, klæbrige grater i bunden.
• For lav hastighed: For høj energitilførsel, hvilket får materialet til at oversmelte, hvilket resulterer i en ru snitoverflade og endda dannelse af smeltede klumper, der er vanskelige at fjerne.
• Effektmismatch: For lav effekt svarer til for høj hastighed, og for høj effekt svarer til for langsom hastighed.

Løsning:

• Udfør parametertest: Ret andre parametre, og juster skærehastighed og -kraft for at finde den bedste kombination af "hastighed og kraft". Den ideelle skæretilstand er et blomsterlignende mønster, der spredes jævnt nedad.

Trin 2: Statuskontrol af hardware og udstyr

Hvis parameterjusteringer ikke virker, skal selve udstyret kontrolleres.

1. Dyse

• Dysevalg: Brug af en dyse med en for stor diameter (f.eks. φ2.0 eller derover) er ikke befordrende for gaskoncentrationen. Til tynde plader anbefales det at bruge en dyse med lille diameter (f.eks. φ1.0 eller φ1.5), som kan generere en gasstrøm med højere hastighed og have en bedre slaggeblæsningseffekt.
• Dysens tilstand: Kontroller, om der er slaggesprøjt, slid eller deformation ved dyseåbningen. En beskadiget dyse vil forstyrre gasstrømmens koncentricitet og stabilitet og skal udskiftes rettidigt.
• Dysehøjde: Afstanden mellem dysen og pladens overflade (normalt 0,5-1,5 mm) er meget vigtig. For høj vil forårsage, at gasstrømmen spredes, og slaggeblæsningseffekten vil være svag; for lav vil let kollidere med pladen og beskadige dysen.

2.Optiske linser

• Renlighed: Hvis beskyttelsesspejlet og fokusspejlet er snavset, vil det reducere lasereffekten, hvilket resulterer i en nedsat skæreevne og dannelse af grater. Rengør spejlene regelmæssigt med vandfri ethanol og linsepapir.
• Kvalitet: Kontroller spejlene for mikroskopiske skader eller ældning af belægningen, som muligvis ikke er synlig med det blotte øje. Udskift dem om nødvendigt.

3. Laserstråle

• Strålekoncentricitet: Dysehullets midte skal være nøjagtigt justeret med laserstrålens midte. Hvis de ikke er koncentriske, vil det forårsage asymmetriske snit, hvor den ene side er glat og den anden side har grater.
• Kalibreringsmetode: Sæt et lag malertape på forsiden af ​​dysen, affyr en puls, og observer om hullet er i midten af ​​dysen. Hvis det er skævt, skal kalibreringen udføres i henhold til udstyrets manual.
• Udstyrsstabilitet: Kontroller for mekaniske vibrationer eller løshed i udstyret, da disse kan påvirke skæringens stabilitet.

Trin 3: Materialer og andre faktorer

Selve materialet

• Overfladekvalitet: Olie, rust og belægninger på pladens overflade kan gøre det sværere at skære og forårsage grater. Rengør pladen før skæring.
• Materialetype: Forskellige mærker og partier af materialer har forskellige legeringssammensætninger og overfladebehandlinger, hvilket kan påvirke skæreydelsen. Hvis du ikke kan skære godt og ensartet, kan du prøve et andet parti eller mærke af materiale.
• Materialetykkelse: Bekræft, at din lasers effekt er tilstrækkelig til at skære tykkelsen. Utilstrækkelig effekt vil direkte resultere i ufuldstændig skæring og grater.

Oversigt og hurtig fejlfindingstjekliste

Når du støder på problemer med grater, skal du følge denne rækkefølge for hurtig fejlfinding:

1. Tjek først gassen!

• Til skæring af kulstofstål: Brug ilt, og kontroller, om trykket er tilstrækkeligt.
• Til skæring af rustfrit stål/aluminium: Brug nitrogen med høj renhed, og kontroller renheden og trykket.

2. Juster derefter fokus!

• Udfør en fokustest for at finde den optimale fokusposition. For tynde plader kan du prøve negativ defokusering.

3. Optimer derefter hastighed og kraft!

• Udfør parametertests for at finde "hastighed-effekt"-kombinationen uden grater.

4. Kontroller derefter dysen og den optiske bane!

• Udskift en dyse med lille diameter, der føles og ser godt ud.
• Tjek og rengør spejlene.
• Kalibrer dysens og laserstrålens koncentricitet.

5. Overvej endelig de materielle spørgsmål!

• Rengør overfladen af ​​arket, eller prøv et andet ark til test.

Ved at følge denne systematiske fejlfindingsproces kan de fleste gratproblemer ved laserskæring af tyndplader løses effektivt.