Lõikepea otsiku kuumenemise põhjused laserlõikuse ajal

Laserlõikuspea otsiku palavik on tõsine, isegi põletav punane, tavaliselt mitte üks põhjus, vaid mitmete tegurite tagajärg. Järgnevalt selgitatakse üksikasjalikult peamisi põhjuseid, teiseseid põhjuseid ja lahendusi.

Peamine põhjus

Need on kõige otsesemad ja levinumad probleemid, mis põhjustavad düüside ülekuumenemist.

1. Plasma/peegeldunud soojus

• Generatsioonimehhanism:Kui laserkiir suunatakse metallmaterjali pinnale, sulatab või isegi aurustab see metalli koheselt. Sellesse kõrge temperatuuriga piirkonda puhutakse abigaasi, näiteks hapnikku või lämmastikku. Kui energiatihedus on liiga kõrge või gaasi parameetrid on sobimatud, ioniseeruvad aurustunud metall ja gaas ise, moodustades kõrge temperatuuriga plasmapilve (elektriliselt neutraalne gaasirühm äärmiselt kõrge temperatuuriga).
• Soojusülekande protsess:See plasma mitte ainult ei neela ja hajuta laserenergiat, vähendades lõikamise efektiivsust, vaid naaseb ka ülespoole düüsi sisemusse. Plasma poolt kantav tohutu hulk soojust kandub otse düüsi vaskseinale, põhjustades selle temperatuuri järsu tõusu, isegi punaseks põlemist ja sulamist.

2. Jahutussüsteemi rike

Kaasaegsed suure jõudlusega laserlõikepead on konstrueeritud vesijahutusega kanalitega, mida kasutatakse spetsiaalselt düüside, kaitsepeegli istmete ja muude komponentide poolt neelduva soojuse ärajuhtimiseks.

Korduma kippuvad küsimused:

• Ebapiisav jahutusvee vool:jahutusveepumba rike, veetoru painutamine, filtri ummistumine jne.
• Jahutusvedeliku temperatuur on liiga kõrge:jahuti jahutusefekt ei ole hea või on valik liiga väike.
• Jahutusvee ringluse ummistus või leke:Sisemine katlakivi või lisandid blokeerivad voolukanali.
• Jahutussüsteem ei ole sisse lülitatud:Unusta enne laseri käivitamist jahuti sisse lülitada.

Teisesed ja muud põhjused

Need põhjused, kuigi vähem otsesed kui kaks eelpoolmainitud, võivad palavikku süvendada või individuaalselt probleeme tekitada.

3. Saastuminekulunud või kahjustatudnses

• Kui fokuseerimispeegel või kaitsepeegel on saastunud (õli, tolm) või kahjustatud, siis selle valguse läbilaskvus ja fokuseerimisvõime vähenevad.
• Osa laserenergiast neelab lääts ise ja muundub soojuseks. See soojus kandub peegli alusele, mis omakorda soojendab ümbritsevat õhku ja düüsi alust.
• Rasketel juhtudel võib läätse liigne temperatuur põhjustada selle lõhkemist.

4. Protsessiparameetrite vale seadistamine

• Gaasi tüüp ja rõhk:
• Süsinikterase lõikamisel hapniku abil toimub eksotermiline reaktsioon, mis iseenesest tekitab palju soojust. Kui gaasirõhk ei ole sobiv, on tugeva plasma moodustumine lihtsam.
• Roostevaba terase lõikamisel lämmastikuga, kui õhurõhk on liiga madal, et sula õigeaegselt ära puhuda, pritsib räbu ülespoole, kleepub düüsi siseseinale ja jätkab selle kuumutamist; kui õhurõhk on liiga kõrge, võib see põhjustada õhuvoolu häireid, mis soodustavad plasma moodustumist.
• Lõikekiirus:Liiga aeglase kiiruse korral püsib laser liiga kaua samas asendis ja kuumus koguneb liiga palju, mis võib kergesti tekitada plasmat ja düüsi ära põletada. Liiga suure kiiruse korral ei pruugi see läbi lõigata, mille tulemuseks on tugevnenud peegeldunud valgus.
• Laseri võimsus:Kui võimsus on liiga kõrge ja muud parameetrid (näiteks kiirus ja õhurõhk) ei sobi, on energia üleliigne ja plasma tekib kergesti.
• Fookuse asend:Vale fookusasend mõjutab energiatihedust ja lõikekuju, mis omakorda mõjutab sulami eraldumist ja plasma moodustumist.

5. Düüsi enda probleem

• Mudeli mittevastavus:Düüsi ava ei vasta lõikeplaadi paksusele ja gaasirõhule. Näiteks võib peenlõikamine suure avaga düüsiga põhjustada õhuvoolu hajumist ja kaitseefekt on nõrk.
• Halb kvaliteet/kahjustused:Düüsi keskne auk ei ole ümmargune, seal on ebatasasused ja sisesein ei ole sile, mis põhjustab ebastabiilset õhuvoolu ja kergesti tekivad keerisvoolud, mis ei soodusta soojuse hajumist ja räbu puhumist. Samuti võib seda probleemi põhjustada düüsi kerge deformatsioon pärast kokkupõrget lehega.
• Ebaõige paigaldamine:Düüs ei ole pingutatud või tihendusrõngas on kahjustatud, mis põhjustab gaasilekke ja hävitab stabiilse gaasikardina kaitse.

6. Väliskeskkond ja kokkupõrge

• Plaadi pinna peegelduvus on liiga kõrge:Väga peegeldavate materjalide, näiteks alumiiniumi ja vase lõikamisel peegeldub suur hulk laserenergiat tagasi lõikepea sisemusse ning neeldub otsiku ja peeglipesa poolt.
• Kokkupõrge:Lõikepea põrkab kokku plaadi või kinnitusdetailiga, põhjustades otsiku deformeerumise ja sisemiste osade nihkumise, mis hävitab valguse, gaasi ja veetee algse koaksiaalsuse ja tihenduse.

Kokkuvõtte ja lahenduste kontroll-leht

Düüsi kuumenemise probleemi ilmnemisel on soovitatav kontrollida järgmist järjekorda:

1. Peatage masin kohe kontrollimiseks:et vältida seadmete edasist kahjustamist.

2. Kontrollige jahutussüsteemi (esmatähtis):

• Veenduge, et jahuti on sisse lülitatud ja töötab normaalselt.
• Kontrollige, kas jahutusvee vool ja rõhk vastavad seadme nõuetele.
• Puudutage sisse- ja väljalasketorusid ning tundke temperatuuride erinevust. Kui temperatuuride erinevus on väike, tähendab see, et soojusvahetuse efektiivsus on madal või vooluhulk on ebapiisav.
• Kontrollige vee kvaliteeti, et veenduda lisandite puudumises.

3. Kontrollige ja vahetage optilised komponendid välja:

• Eemaldage kaitselääts ja kontrollige seda saastumise, põletuste või pragude suhtes. Hoidke läätsed alati puhtad.
• Kontrollige, kas teravustamispeegel on heas seisukorras.

4. Kontrollige ja vahetage otsik välja:

• Kontrollige, kas hetkel kasutatav düüsi ava sobib käimasoleva lõiketoimingu jaoks.
• Kontrollige, kas otsiku sisemine auk on sile ja ümar ning kas seal on sulamiskahjustusi või ummistusi. Asendage otsik uue ja kvaliteetse otsikuga.

5. Lõikeprotsessi parameetrite optimeerimine:

• Laseri võimsuse, lõikekiiruse, gaasi tüübi ja rõhu, fookusasendi jms ümberkalibreerimiseks vastavalt materjali tüübile ja paksusele konsulteerige seadme tarnija või kogenud protsessiinseneriga. See on plasma ülekuumenemise probleemi lahendamise tuum.

6. Kontrollige koaksiaalsust ja paigaldust:

• Kasutage joondustesterit, et kontrollida laseri, düüsi ja gaasi koaksiaalsuse õigsust.
• Veenduge, et otsik on õigesti paigaldatud ja pingutatud ning et tihendusrõngas on terve.

7. Jälgige lõikamisprotsessi:

• Ohutuse tagamiseks jälgige lõikamise ajal sädemeid. Tavaline säde peaks olema allapoole ja tahapoole suunatud. Kui säde pritsib ülespoole, hajub või on liiga jäme ja hele, tähendab see tavaliselt, et parameetrid ei ole sobivad ja tekib suur hulk plasmat.

Süstemaatilise uurimise abil saab enamiku düüside kuumenemisega seotud probleemidest tõhusalt lahendada. Kui ülaltoodud samme ei õnnestu lahendada, võib lõikepea sees olla tõsisem mehaaniline või optiline probleem ning professionaalse hoolduse saamiseks on vaja pöörduda seadme tootja poole.