Sådan løser du den fastsiddende slagge ved laserskæring af aluminiumsplader

Laserskæring af aluminiumslagge (også kendt som hængende slagge, slagge) er et almindeligt problem, primært på grund af aluminiums høje varmeledningsevne, lave smeltepunkt, lette oxidation og smeltet viskositet og andre egenskaber. For at løse problemet systematisk er det nødvendigt at optimere gassen, parametrene, materialerne, udstyret og processen. 5. Følgende giver et omfattende sæt af løsninger:

Kernepunkt: valg og optimering af hjælpegas (dette er den vigtigste del)

1. Nitrogen med høj renhed foretrækkes

• Princip: Nitrogen som en inert gas kan effektivt forhindre oxidation af aluminiumsmelte og reducere dannelsen af ​​klæbrige rester af aluminiumoxid (Al₂O₃). Samtidig kan højtryksnitrogen blæse den smeltede aluminiumvæske nedad fra spalten i stedet for at ophobe sig sidelæns.
• Renhedskrav: ≥ 99,99% (99,995% eller højere anbefales). Manglende renhed er en af ​​hovedårsagerne til slaggetilstivning.
• Trykkrav: i henhold til justering af pladetykkelsen, normalt højere (f.eks. at skære 3 mm aluminiumsplade til 1,5-2,0 MPa). Utilstrækkeligt tryk blæser ikke effektivt smelten væk.

2. Trykluft af høj kvalitet (økonomisk alternativ)

• Gældende scenarier: Kravene til lavere overfladekvalitet er ikke høje, eller tynde aluminiumplader (f.eks. ≤ 3 mm) er grovbearbejdning.
• Nødvendige betingelser:
• Skal være udstyret med højeffektive køletørrere og præcisionsfiltre for at sikre, at luften er vandfri og oliefri. Fugt og olie vil forværre aluminiumoxidation og slaggetilstivning.
• Trykket skal være stabilt nok.

3. Ilt (til særlige formål)

• Princip: Brug oxidationsreaktionen til at tilføre yderligere varme og øge skærehastigheden. Der vil dog uundgåeligt blive produceret en stor mængde ru og hård aluminiumoxidslagge, hvilket normalt ikke anbefales til skæring, der ikke kræver slaggevedhæftning, men kun til lejligheder, der kræver meget lave overfladekrav eller efterfølgende bearbejdning.

optimering af skæreparametre

Parametre skal matches med gas til systemfejlfinding.

1. Balance mellem kraft og hastighed:

• Effekten er for høj/hastigheden er for langsom: overskydende energi forårsager overdreven smeltning af aluminium, smeltebadet bliver større, gassen er vanskelig at blæse, og der dannes sfærisk slagge i bunden.
• Effekten er for lav/for hurtig: utilstrækkelig energi, materialet skæres ikke igennem, eller bunden afkøles for hurtigt, smelten vil størkne på kanten, før den kan blæses væk.
• Fejlfindingsmetode: På baggrund af de anbefalede parametre udføres hastighedsladdertesten for at finde det "sweet spot", der lige akkurat skærer igennem og hænger mindst slagge.

2. Frekvens og driftscyklus:

• Reduktion af frekvensen og justering af duty cycle-funktionen hjælper nogle gange med at kontrollere varmetilførslen og reducere overophedning i bunden. For tynde plader kan højere frekvenser anvendes.

3. Fokusposition:

• Prøv at reducere fokus en smule (negativ defokus), så energien er mere koncentreret i den nederste halvdel af pladen, hvilket er befordrende for at blæse smelten ud fra bunden. Dette er en effektiv måde at forbedre den bundhængende slagge på. Den skal finjusteres i henhold til den faktiske situation.

Status for udstyr og forbrugsvarer

1. Dyseinspektion og -valg:

• Status: Sørg for, at dysen er fri for slid, deformation og center-til-center. En slidt dyse vil forårsage turbulent luftstrøm og svag slaggeblæsning.
• Diameter: Brug normalt en dyse med større diameter (f.eks. φ2,0 mm eller derover) med højtryksnitrogen, hvilket kan danne en stærkere og bredere dækning af luftstrømningsbarrieren.

2. Strålekvalitet:

• Sørg for, at laserhovedlinsen (fokuseringsspejl, beskyttelsesspejl) er ren og forureningsfri, og sørg for, at strålens energifordeling er ensartet og koncentreret.

Materiale- og procesforberedelse

1. Overflade og materiale af aluminiumsplade:

• Rengøring: Fjern olie-, støv- og oxidlag på overfladen af ​​aluminiumpladen før skæring. Der kan anvendes et særligt rengøringsmiddel til aluminiumlegering.
• Legeringskvalitet: Forskellige aluminiumlegeringers ydeevne er forskellig. Normalt skærer 5-serien (såsom 5052) bedre end 6-serien (såsom 6061) og har mindre klæbrig slagge. Silicium, magnesium og andre elementer har en højere viskositet i legeringerne.
• Oxidlag: Hvis der er en tyk oxidhud på pladens overflade, kan den let poleres eller syltes.

2. Arbejdsafstand:

• Sørg for, at afstanden fra dysen til pladen er konstant og passende (normalt 0,5-1,5 mm). For høj vil svække gastrykket.

3. Perforering og bly:

• Optimer perforeringsparametrene for at forhindre, at der ophobes sprøjt på overfladen under perforering.
• Brug ydre ledninger eller bueledninger for at undgå slaggeophobning i begyndelsen af ​​emnets kontur.

Behandling efter skæring (afhjælpende handling)

Hvis der stadig hænger lidt slagge tilbage, kan følgende foranstaltninger træffes:

1. Fysisk fjernelse:Brug en skraber, rustfri stålbørste eller skuresvamp til at fjerne manuelt. Til kraftig pladens hårde slagge kan det være nødvendigt med en lille vinkelsliber med en speciel nylonskive.

2. kemisk rengøring:Brug af en speciel aluminiumsrengøringsvæske eller en fortyndet alkalisk opløsning med nedsænkningsklud kan opløse en del af den klæbrige slagge. Husk at undgå brug af stærke syrer og baser, og skyl grundigt med vand og tør efter behandling.

3. Sandblæsning:Til batchdele eller dele, der kræver ensartet mat overflade, kan fint sand (såsom glasperler) bruges til sandblæsning.

Gennem ovenstående systematiske undersøgelser og optimeringer kan problemet med slaggefastklæbning ved laserskæring af aluminiumsplader effektivt kontrolleres for at opnå skæring af høj kvalitet. Nøglen er at forstå, at "effektiv udrensning af gas med høj renhed" er kernen, og alle andre parametre er koordineret omkring denne ene kerne.