Laserlõikuse fookuse ja ebatasasuste vaheline seos

Laserlõikuse fookusasendil on otsene ja deterministlik seos ebatasasuste tekkega.Lühidalt öeldes mõjutab fookusasend otseselt kiire energiajaotust materjalis, määrates seeläbi lõikejälje kvaliteedi, sula materjali väljutamise efektiivsuse ja selle, kas lõpuks tekivad ebatasasused.Suhted on üksikasjalikumalt kirjeldatud allpool.

Põhiprintsiip: kuidas fookusasend mõjutab lõikamisprotsessi

Laserlõikuse põhimõte on töödeldava detaili kiiritamine suure energiatihedusega laserkiirega, mille tulemusel see kiiresti sulab või aurustub, samal ajal kui ...辅助gaas (näiteks hapnik või lämmastik) puhub sulanud materjali minema, moodustades lõike.

Fookus: punkt, kus laserkiire energia on kõige kontsentreeritum ja selle täpi suurus on väikseim.

Fookusasend: viitab fookuspunkti asukohale töödeldava pinna suhtes. See jaguneb kolmeks juhuks:

1. Positiivne defokus: Fookuspunkt asub töödeldava pinna kohal.

2. Negatiivne defokus: Fookuspunkt asub töödeldava pinna all.

3. Nullfookushälve: fookuspunkt asub täpselt töödeldava detaili pinnal.

Fookuse asendi ja ebatasasuse vaheline spetsiifiline seos

Ebatasase lõiketera olemus seisneb selles, et allesjäänud sulamaterjal, mida pole täielikult ära puhutud, tahkub lõike põhjas uuesti. Fookusasend mõjutab ebatasast lõiketera peamiselt lõike kuju ja õhuvoolu jõu kaudu.

1. on fookusest väljas (fookuses on töödeldav detail)

• Energiajaotus: Pärast materjali sisenemist on kiire hajuv ja energiatihedus väheneb järk-järgult ülalt alla. Energia on tugevaim ülemisel pinnal ja nõrgim alumisel pinnal.
• Sisselõike kuju: lihtne moodustada V-kujuline sisselõige laia ülemise ja kitsa alumise osaga.

Mõju teravusele:

• Ebapiisava energia tõttu põhjas ei saa materjali põhja täielikult sulatada ega gaasistada.
• Abigaasi voolukiirus kiireneb kitsas põhjas, kuid puhumisjõud ei pruugi olla piisav viskoosse sulami täielikuks eemaldamiseks ja ärapuhumiseks.

Tulemused: Alumisele pinnale on lihtne tekitada palju kangekaelseid karedaid jälgi. See on üks levinumaid karedate jälgi põhjuseid.

2. Negatiivne defokus (fookus töödeldava detaili alla)

• Energiajaotus; kiir koondub materjali sees ja energiatihedus saavutab kõrgeima väärtuse materjali kesk- või alaosas.
• Sisselõike kuju: lihtne moodustada vöökoha trumlikujuline sisselõige kitsa ülemise ja alumise ning laia keskosaga.

Mõju teravusele:

• Eeliseks on see, et alumine energia on ebapiisav ja materjali saab põhjalikumalt sulatada.
• Kuid sisselõike keskosa on kõige laiem, mis võib põhjustada õhuvoolu levikut siin ja nõrgendada puhumisjõudu põhja jõudes.
• Kui parameetrid ei ole õigesti sobitatud, võib sula ebapuhta rea ​​tõttu ikkagi põhjale kleepuda.

Tulemused: Võrreldes positiivse defokuseerimisega on ebatasasuste teke parem, kuid siiski võib tekkida väike kogus pehmet ebatasasust. Paksude plaatide lõikamisel kasutatakse mõnikord negatiivset defokuseerimist, et tagada põhja läbilõikamine.

3. Nulldefokus või parim fookus (fookus töödeldava detaili pinnale või kindlale sügavusele)

• Energiajaotus: Kõige kontsentreeritum energiaala asub töödeldava detaili pinnal, mis sobib kõige paremini õhukeste plaatide lõikamiseks. Paksude plaatide puhul on tavaliselt vaja „parimat fookust“, st fookus ulatub materjali teatud sügavusele (näiteks 1/3 plaadi paksusest), et tasakaalustada ülemist ja alumist energiat.
• Sisselõike kuju: kõige ideaalsem vertikaalne, paralleelne sisselõige.

Mõju teravusele:

• Energiajaotus kogu sisselõikepiirkonnas on suhteliselt ühtlane ning materjali saab pidevalt ja stabiilselt sulatada.
• Paralleelsed lõiked tagavad abigaasi sujuva läbipääsu, mis suudab kanda piisavalt kineetilist energiat, et sula sujuvalt põhjast välja juhtida.

Tulemus: See on parim olek ebatasasuste või väga väheste ebatasasuste sisselõigete saamiseks. Sulav materjal puhuti „puhtalt“ minema ilma jääkideta.

Kokkuvõte ja analoogia

Sa võid sellest nii aru saada:

• On fookusest väljas: nagu „nüri peitel“, ülevalt väga kõva, aga alt igav, saab materjalilt ainult „maha hõõruda“, jättes kareda jälje.
• Negatiivne defokus: Nagu materjali sees "lõhkamine", kuigi see võib plahvatada, ei pruugi väljund olla puhas ja toob esile prahti.
• Parim fookus: Nagu „terav skalpell“, korralikult ülevalt alla lõigatud, puhas ja korralik.

Harjutusjuhend: kuidas tõrgete põhjal fookust reguleerida

Kui tegeliku töö käigus leitakse ebatasasusi, tuleks kontrollimiseks ja reguleerimiseks järgida järgmisi samme:

1. Jälgige tera kuju:

• Põhjas on palju kõvasid ja teralisi ebatasasusi: tõenäoliselt pole põhja läbi lõigatud fookuse puudumise (liiga kõrge fookus) või ebapiisava võimsuse/liiga suure kiiruse tõttu. Fookust tuleks allapoole reguleerida.
• Allosas on väike kogus pehmet, kergesti langevat habemelaadset krunni: see võib olla negatiivne defokus (liiga madal fookus) või ebapiisav gaasirõhk/ebapuhas gaas, mis põhjustab sulami mittepuhumist. Võite proovida fookust ülespoole peenhäälestada ja gaasi parameetreid kontrollida.

2. Fookuse kalibreerimine ja testimine:

• Nullfookuse täpseks määramiseks kasutage fookusinstrumenti.
• Lõikeparameetrite tarkvaras tehakse ± väärtuse reguleerimine tavaliselt 0-punkti põhjal. Tehke üks komplekt fookusteste (nt +1-st -3-ni 0,5 sammuga), lõigake sama kujund ja seejärel jälgige, millises asendis on lõige kõige sujuvam ja kõige vähem ebatasasusi. See asend on parim fookus praeguste materjalide, paksuste ja seadmete jaoks.

Opeamised tegurid, mis tõrgete teket mõjutavad (kooskõlastamisel arvesse võtta)

Fookus ei ole ainus tegur ja seda tuleb optimeerida koos teiste protsessiparameetritega:

Abigaas:

Rõhk:Ebapiisav rõhk ei suuda räbu tõhusalt minema puhuda; liiga kõrge rõhk võib põhjustada turbulentsi, mis mõjutab stabiilsust.

Puhtus:Eriti roostevaba terase lõikamisel on oluline kasutada kõrge puhtusastmega lämmastikku (99,99% või rohkem). Jääkhapnik moodustab oksüdeerunud räbu ja süvendab ebatasasusi.

Lõikekiirus:Kiirus on liiga suur, energiasisend on ebapiisav ja materjal ei ole täielikult läbi lõigatud, mis tekitab alumisi ebatasasusi; kiirus on liiga aeglane, mis omakorda põhjustab liigset ablatsiooni, jämedaid lõikeid ja ebatasasusi.

Laseri võimsus:võimsus ja kiirus peavad vastama. Võimsus on läbilõikamiseks liiga madal.

Otsik:Düüsi ava suurus, kõrgus ja kontsentrilisus mõjutavad otseselt õhuvoolu. Mittekontsentrilisus on ebaühtlase lõikekvaliteedi ja ebatasaste pindade levinud põhjus.

Materjal ise:materjali koostisel ja pinnaseisundil (näiteks kas on roostet, õli) on samuti mõju.

Fookuse asend on peamine reguleerimisparameeter laserlõikuse ebatasasuste juhtimiseks.Ideaalne fookusasend loob vertikaalse ja sujuva lõike ning võimaldab abigaasil sulametalli tõhusalt väljastada. Kui ilmneb ebatasasus, tuleks esmalt süstemaatiliselt läbi viia fookustest, et leida parim fookus, ja seejärel koordineerida teiste parameetrite, näiteks gaasi ja kiiruse, reguleerimist, et saavutada täiuslik ebatasasusvaba lõiketulemus.