چگونه مشکل سوراخ شدن صفحات ضخیم با بقایای مؤثر بر برش را حل کنیم

هنگام برش لیزری صفحات ضخیم، باقی‌مانده (سرباره) تولید شده توسط سوراخ‌کاری بر کیفیت برش تأثیر می‌گذارد که یک مشکل رایج اما قابل بهینه‌سازی است. این باقی‌مانده‌ها معمولاً در اثر کنترل نامناسب انرژی در طول فرآیند سوراخ‌کاری، عدم تطابق پارامترهای گاز یا پارامترهای فرآیند غیرمنطقی ایجاد می‌شوند. در ادامه راه‌حل‌های سیستم و توصیه‌های بهینه‌سازی ارائه شده است:

بهینه‌سازی فرآیند سوراخ‌کاری

۱. استفاده از سوراخ‌کاری پیش‌رونده (سوراخ‌کاری لایه‌ای)

• برای صفحات ضخیم (مثلاً > 15 میلی‌متر)، از سوراخ‌کاری یک‌باره با حداکثر توان بالا خودداری کنید و از افزایش توان پله‌ای یا سوراخ‌کاری قطعه‌ای برای نفوذ تدریجی به ماده و کاهش پاشش سرباره استفاده کنید.
• روش کار: پارامتر «سوراخکاری قطعه‌ای» را در نرم‌افزار برش تنظیم کنید، ابتدا با قدرت کمتر پیش‌گرمایش کنید و سپس به تدریج قدرت نفوذ را افزایش دهید.

۲. پارامترهای سوراخ‌کاری را تنظیم کنید

• کاهش اوج قدرت و افزایش زمان سوراخکاری:پاشیدن مواد مذاب ناشی از انفجارهای آنی انرژی را کاهش دهید.
• افزایش فرکانس سوراخکاری (چرخه کاری):ریتم خروجی انرژی پالس لیزر را کنترل کنید تا از ذوب بیش از حد جلوگیری شود.
• مرجع پارامتر مثال (با استفاده از فولاد کربنی 20 میلی‌متری به عنوان مثال):
• توان: ۱۰۰۰-۱۵۰۰ وات (با توجه به ظرفیت تجهیزات تنظیم می‌شود)
• زمان سوراخ کردن: ۱.۵ تا ۳ ثانیه
• فرکانس پالس: ۲۰۰-۵۰۰ هرتز
• فشار گاز کمکی: تنظیم مرحله‌ای (به پایین مراجعه کنید)

کنترل گاز کمکی

۱. بهینه‌سازی نوع و فشار گاز

• فولاد کربنی: اکسیژن (O₂) به عنوان گاز کمکی استفاده می‌شود، اما فشار باید کنترل شود. در مرحله سوراخکاری، ابتدا می‌توان از فشار پایین‌تر (0.5-1 بار) استفاده کرد و سپس پس از نفوذ، فشار برش را به فشار بالا (1.5-2.5 بار) تغییر داد تا از واکنش بیش از حد اکسیژن و تولید مقدار زیادی سرباره جلوگیری شود.
• فولاد ضد زنگ/آلیاژ فولاد: از نیتروژن (N₂) یا هوا استفاده کنید، برای سوراخکاری از فشار متوسط ​​و پایین (6-10 بار) استفاده کنید و پس از سوراخکاری به برش فشار بالای نیتروژن با خلوص بالا روی آورید.

۲. تأخیر در گاز و خاموشی زودهنگام

• قبل از تکمیل سوراخکاری، گاز را تغییر دهید: وقتی سوراخکاری در شرف تکمیل است، برای کمک به تخلیه سرباره در سوراخ، پارامترهای گاز را برای برش تغییر دهید.
• زمان پیش دمش گاز را افزایش دهید: قبل از سوراخ کردن، 0.5 تا 1 ثانیه دمش دهید تا ناحیه سوراخ تمیز شده و مواد اطراف آن خنک شوند.

موقعیت فوکوس و تنظیم نازل

۱. موقعیت فوکوس

• هنگام سوراخکاری، از مقدار نسبتاً منفی عدم فوکوس (کانون در زیر سطح صفحه) برای افزایش دیافراگم و تسهیل تخلیه سرباره استفاده کنید. به عنوان مثال، یک فولاد کربنی 20 میلی‌متری ممکن است نقطه کانونی را 3-5 میلی‌متر زیر سطح قرار دهد.
• پس از نفوذ، فوکوس را مطابق با الزامات برش در بهترین موقعیت تنظیم کنید.

۲. انتخاب نازل و ارتفاع آن

• برای افزایش پوشش گاز و بهبود تخلیه سرباره، از نازل‌های با قطر بزرگتر (مانند φ2.0-φ3.0 میلی‌متر) استفاده کنید.
• مطمئن شوید که ارتفاع نازل متوسط ​​(معمولاً ۱.۰-۲.۰ میلی‌متر) باشد تا از انتشار گاز ناشی از ارتفاع خیلی زیاد و آسیب ناشی از کندوپاش ناشی از ارتفاع خیلی کم جلوگیری شود.

مسیر فرآیند و مهارت‌های برنامه‌نویسی

۱. سوراخ سربی از پیش حفر شده

• برای صفحات با ضخامت بسیار بالا (مثلاً > 30 میلی‌متر)، ابتدا می‌توان سوراخ‌های راهنما با قطر کوچک را به صورت مکانیکی ایجاد کرد و سپس برش لیزری را از سوراخ‌های راهنما شروع کرد تا از سوراخ شدن مستقیم جلوگیری شود.

۲. افست نقطه سوراخ‌کاری را تنظیم کنید

• هنگام برنامه‌ریزی، نقطه سوراخ‌کاری را ۱ تا ۲ میلی‌متر از خط تراز واقعی منحرف کنید و سپس در حین برش از نقطه انحراف به خط تراز حرکت کنید تا از تجمع پسماند جلوگیری شود.

۳. بهینه‌سازی مسیر برش

• سوراخ‌های مارپیچی یا نقاط شروع برش دایره‌ای برای پخش سرباره به ناحیه غیر برشی استفاده می‌شوند.

بازرسی تجهیزات و تعمیر و نگهداری

۱. حالت لیزر

• بررسی کنید که آیا توان خروجی پایدار است، از تمیز بودن لنز/آینه محافظ اطمینان حاصل کنید و از سوراخ شدن ناکافی ناشی از تضعیف انرژی جلوگیری کنید.

۲. خلوص و جریان گاز

• از خلوص گاز (به‌ویژه نیتروژن/اکسیژن) اطمینان حاصل کنید و مرتباً بررسی کنید که آیا مسیر گاز مسدود شده یا نشتی دارد یا خیر.

۳. نازل با قطعه نوری هم‌تراز شده است.

• برای اطمینان از تقارن جریان گاز، مرتباً هم مرکز بودن نازل و پرتو لیزر را کالیبره کنید.

مواد و عوامل محیطی

1. عملیات سطحی صفحه

• قبل از برش، لایه زنگ، لکه روغن یا پوشش روی سطح صفحه را تمیز کنید تا مشارکت ناخالصی‌ها در واکنش کاهش یابد.

۲. صافی صفحه

• مطمئن شوید که صفحه صاف است و از ایجاد شکاف‌هایی که باعث نشت گاز و انعکاس انرژی می‌شوند، خودداری کنید.

توصیه فرآیند اشکال‌زدایی پارامتر

۱. ابتدا سایر پارامترها را اصلاح کنید، به تدریج زمان و قدرت سوراخکاری را تنظیم کنید، میزان سرباره تولید شده را مشاهده کنید و نقطه تعادل را پیدا کنید.

۲. پارامترهای بهینه‌سازی را ثبت کنید و پایگاه داده فرآیند مواد/ضخامت‌های مختلف را ایجاد کنید.

۳. آزمایش و تأیید: چندین آزمایش سوراخکاری روی مواد زائد انجام می‌شود تا تأیید شود که سرباره قبل از برش رسمی کاهش یافته است.

خلاصه: بررسی سریع نکات کلیدی

از طریق تنظیمات جامع فوق، می‌توان باقیمانده سوراخ‌کاری ضخیم صفحه را به میزان قابل توجهی کاهش داد و کیفیت و راندمان برش را بهبود بخشید. در صورت ادامه مشکل، توصیه می‌شود برای آزمایش سخت‌افزار یا پشتیبانی فرآیند با سازنده تجهیزات تماس بگیرید.