Årsager til opvarmning af skærehovedets dyse under laserskæring

Alvorlig feber i laserskærehovedets dyse, endda brændende rød, normalt ikke en enkelt årsag, men resultatet af en række faktorer. Følgende vil forklare i detaljer fra hovedårsagerne, sekundære årsager og løsninger.

Hovedårsag

Dette er de mest direkte og almindelige problemer, der forårsager overophedning af dyser.

1. Plasma/reflekteret varme

• Genereringsmekanisme:Når laserstrålen fokuseres på overfladen af ​​metalmaterialet, vil den øjeblikkeligt smelte eller endda fordampe metallet. En hjælpegas, såsom ilt eller nitrogen, blæses mod dette højtemperaturområde. Hvis energitætheden er for høj, eller gasparametrene er upassende, vil det fordampede metal og selve gassen blive ioniseret og danne en højtemperaturplasmasky (en elektrisk neutral gasgruppe med ekstremt høj temperatur).
• Varmeoverføringsproces:Dette plasma vil ikke blot absorbere og sprede laserenergi, hvilket reducerer skæreeffektiviteten, men også vende tilbage opad til indersiden af ​​dysen. Den enorme mængde varme, som plasmaet bærer, vil blive direkte overført til dysens kobberindre væg, hvilket får dens temperatur til at stige kraftigt, og endda brænde rødt og smelte.

2. Fejl i kølesystemet

Moderne højtydende laserskærehoveder er designet med vandkølede kanaler indeni, som specielt bruges til at fjerne den varme, der absorberes af dyserne, beskyttelsesspejlsæderne og andre komponenter.

Ofte stillede spørgsmål:

• Utilstrækkelig kølevandsgennemstrømning:svigt af kølevandspumpe, bøjning af vandrør, tilstopning af filter osv.
• Kølevandstemperaturen er for høj:Kølerens køleeffekt er ikke god, eller udvalget er for lille.
• Blokering eller lækage af kølevandskredsløb:intern kalk eller urenheder blokerer strømningskanalen.
• Kølesystemet er ikke tændt:Glem at tænde for køleren, før du starter laseren.

Sekundære og andre årsager

Disse årsager, selvom de er mindre direkte end de to ovenstående, kan forværre feberen eller forårsage problemer individuelt.

3. Forureningbeskadiget eller beskadigetnses

• Hvis fokusspejlet eller beskyttelsesspejlet er forurenet (olie, støv) eller beskadiget, vil dets lysgennemtrængelighed og fokuseringsevne falde.
• En del af laserenergien absorberes af selve linsen og omdannes til varme. Denne varme overføres til spejlbasen, som igen opvarmer den omgivende luft og dysebasen.
• I alvorlige tilfælde kan for høj linsetemperatur forårsage sprængning.

4. Forkert indstilling af procesparametre

• Gastype og tryk:
• Når man bruger ilt til at skære kulstofstål, er det en eksoterm reaktion, der i sig selv genererer en masse varme. Hvis gastrykket ikke er passende, er det lettere at danne et stærkt plasma.
• Når man bruger nitrogen til at skære rustfrit stål, og lufttrykket er for lavt til at blæse smelten væk i tide, vil slaggen sprøjte opad, klæbe til dysens indre væg og fortsætte med at opvarme den. Hvis lufttrykket er for højt, kan det forårsage luftstrømsforstyrrelser, hvilket er befordrende for plasmadannelse.
• Skærehastighed:Hastigheden er for lav, laseren forbliver i samme position for længe, ​​og varmen akkumuleres for meget, hvilket er let at generere plasma og brænde dysen. Hvis hastigheden er for høj, skærer den muligvis ikke igennem, hvilket resulterer i forstærket reflekteret lys.
• Laserkraft:Når effekten er for høj, og andre parametre (såsom hastighed og lufttryk) ikke stemmer overens, er energien for stor, og der genereres let plasma.
• Fokusposition:Forkert fokusposition vil påvirke energitætheden og snitformen og derved påvirke udledning af smelte og dannelse af plasma.

5. Problemet med selve dysen

• Modeluoverensstemmelse:Dyseåbningen passer ikke til skærepladens tykkelse og gastrykket. For eksempel kan finskæring med en dyse med stor åbning forårsage, at luftstrømmen divergerer, og beskyttelseseffekten er dårlig.
• Dårlig kvalitet/skade:Dysens midterhul er ikke rundt, der er grater, og den indre væg er ikke glat, hvilket vil forårsage ustabil luftstrøm og let dannelse af hvirvelstrømme, hvilket ikke er befordrende for varmeafledning og slaggeblæsning. Let deformation af dysen efter kollision med pladen kan også forårsage dette problem.
• Forkert installation:Dysen er ikke strammet, eller tætningsringen er beskadiget, hvilket forårsager gaslækage og ødelægger den stabile gasgardinbeskyttelse.

6. Eksternt miljø og kollision

• Pladens overfladereflektionsevne er for høj:Ved skæring i stærkt reflekterende materialer som aluminium og kobber reflekteres en stor mængde laserenergi tilbage til indersiden af ​​skærehovedet og absorberes af dysen og spejlsædet.
• Kollision:Skærehovedet kolliderer med pladen eller armaturet, hvilket får dysen til at deformeres og de indre dele til at forskyde sig, hvilket ødelægger den oprindelige koaksialitet og forsegling af lys, gas og vandvej.

Opsummering og løsningstjekliste

Når der opstår et problem med overophedning af dysen, anbefales det at kontrollere i følgende rækkefølge:

1. Stop maskinen med det samme for inspektion:for at forhindre yderligere skade på udstyret.

2. Kontrollér kølesystemet (højeste prioritet):

• Bekræft, at køleren er tændt og fungerer normalt.
• Kontroller, om kølevandsstrømmen og -trykket opfylder udstyrets krav.
• Rør ved indløbs- og udløbsrørene og mærk temperaturforskellen. Hvis temperaturforskellen er lille, betyder det, at varmevekslingseffektiviteten er lav, eller at flowet er utilstrækkeligt.
• Kontroller vandkvaliteten for at sikre, at der ikke er urenheder.

3. Kontroller og udskift optiske komponenter:

• Fjern beskyttelseslinsen, og undersøg den for snavs, forbrændinger eller revner. Hold altid linserne rene.
• Kontroller om fokusspejlet er i god stand.

4. Kontroller og udskift dysen:

• Kontrollér, om den aktuelt anvendte dyseåbning er egnet til den igangværende skæreopgave.
• Kontroller, om dysens inderste hul er glat og rundt, og om der er smelteskader eller blokeringer. Udskift dysen med en helt ny, højkvalitets testdyse.

5. Optimering af skæreprocesparametre:

• Kontakt udstyrsleverandøren eller en erfaren procesingeniør for at kalibrere lasereffekt, skærehastighed, gastype og -tryk, fokusposition osv. i henhold til materialetype og -tykkelse. Dette er kernen i at løse problemet med plasmaoverophedning.

6. Kontroller koaksialiteten og installationen:

• Brug justeringstesteren til at kontrollere, om koaksialiteten af ​​laser, dyse og gas er nøjagtig.
• Sørg for, at dysen er korrekt installeret og spændt, og at tætningsringen er intakt.

7. Observer skæreprocessen:

• Af sikkerhedsmæssige årsager skal man være opmærksom på gnisterne under skæring. En normal gnist skal være nedadgående og bagudgående. Hvis gnisten sprøjter opad, divergerer eller er for grov og lys, betyder det normalt, at parametrene ikke er passende, og at der genereres en stor mængde plasma.

Gennem systematisk undersøgelse kan langt de fleste problemer med dyseopvarmning løses effektivt. Hvis ovenstående trin ikke kan løses, kan det være, at der er et mere alvorligt mekanisk eller optisk problem inde i skærehovedet, og det er nødvendigt at kontakte udstyrsproducenten for professionel vedligeholdelse.