برش لیزری مهارت های سطح روشن

استفاده از دستگاه برش لیزر فیبری برای برش مواد با سطح روشن (مانند فولاد ضد زنگ آینه‌ای، آلومینیوم براق، مس، برنج و غیره) تفاوت‌های اساسی و مزایای زیادی با استفاده از لیزر CO₂ سنتی دارد، اما برای دستیابی به بهترین نتایج و تضمین ایمنی، به مهارت‌های خاصی نیز نیاز دارد.

اصل اساسی: طول موج لیزر فیبر 1.06 میکرون است و میزان جذب مواد فلزی بسیار بیشتر از لیزر CO₂ با 10.6 میکرون است.این بدان معناست که احتمال انعکاس لیزر فیبر کمتر است، راندمان استفاده از انرژی بالاتر است و خطر آسیب ناشی از انعکاس به تجهیزات تا حد زیادی کاهش می‌یابد. اما این بدان معنا نیست که هیچ چالشی وجود ندارد.

تکنیک‌های برش سطح براق که مخصوص دستگاه برش لیزر فیبری طراحی شده‌اند، به شرح زیر است:

مزایا و امکانات اصلی

اول از همه، واضح است که برای رایج‌ترین فولاد ضد زنگ با سطح براق 304، دستگاه‌های برش لیزر فیبر مدرن معمولاً می‌توانند مستقیماً و بدون پیش‌پردازش‌های پیچیده مانند لیزر CO₂ برش دهند و خطر انعکاس بسیار کم است. مشکل عمدتاً در چگونگی دستیابی به سطح برش "بی‌عیب و نقص" برای جلوگیری از خراش‌های سطحی و اکسیداسیون است.

مهارت‌های کلیدی و بهینه‌سازی پارامتر

۱. انتخاب گاز و کنترل فشار (مهم‌ترین مورد)

• برش نیتروژن/نیتروژن با خلوص بالا
• هدف: به دست آوردن لبه برش سطحی براق بدون اکسیداسیون، سفید نقره‌ای یا رنگ طبیعی.
• الزامات فشار: فشار هوای بسیار بالایی مورد نیاز است (معمولاً بیشتر از ۱.۲ مگاپاسکال یا حتی بالاتر). نیتروژن با فشار بالا می‌تواند به سرعت فلز مذاب را از بین ببرد تا از اکسیداسیون آن در سطح برش و تغییر رنگ آن جلوگیری کند و در عین حال درز برش را خنک کند.
• الزامات خلوص: از نیتروژن با خلوص ۹۹.۹۹٪ یا بالاتر استفاده کنید تا از ناخالصی‌های اکسیژن که باعث اکسید شدن سطح برش و زرد و سیاه شدن آن می‌شوند، جلوگیری شود.
• برش اکسیژنی:
• فقط برای دستیابی به سرعت برش قابل استفاده است و به لایه اکسید سیاه سطح برش توجه نکنید. برای قطعات کاری که نیاز به حفظ ظاهر "سطح روشن" دارند، معمولاً از آنها استفاده نمی‌شود.

۲. انتخاب نازل و کنترل ارتفاع

• از نازل دولایه/ترکیبی استفاده کنید: نازل دولایه (مانند نازل HighSpeed، LowSpeed) می‌تواند جریان هوای پایدارتر و متراکم‌تری ایجاد کند، قابلیت حذف سرباره قوی‌تر است، به خصوص برای برش سطح روشن با نیتروژن فشار بالا مناسب است.
• دهانه نازل: با توجه به انتخاب ضخامت صفحه، معمولاً از دهانه کمی بزرگتر (مانند φ2.0، φ3.0) برای اطمینان از جریان هوای کافی استفاده کنید.
• موقعیت فوکوس: سعی کنید فوکوس را کمی پایین‌تر (عمیق‌تر در ورق) تنظیم کنید تا برش عمودی‌تر و صاف‌تری داشته باشید.
• ارتفاع برش: برای اطمینان از جریان هوای پایدار، ارتفاع ردیابی ثابت و دقیقی را حفظ کنید.

۳. بهینه‌سازی پارامترهای لیزر

• توان: استفاده از توان بالاتر با سرعت بالا می‌تواند ناحیه تحت تأثیر گرما را کاهش داده و از ذوب شدن بیش از حد یا زرد شدن لبه برش جلوگیری کند.
• فرکانس: افزایش فرکانس پالس (مانند ۵۰۰-۱۰۰۰ هرتز یا بالاتر) می‌تواند خط برش را ظریف‌تر و صاف‌تر کند.
• چرخه کاری: چرخه کاری مناسب را با فرض تضمین پایداری برش تنظیم کنید تا بهترین پارامترهای پرداخت را پیدا کنید.
• سرعت برش: در صورت اطمینان از برش کامل، سعی کنید از سرعت برش سریع‌تری برای کاهش تجمع گرما استفاده کنید.

۴. مدیریت تمرکز

• یک آزمایش فوکوس برای یافتن بهترین موقعیت فوکوس برای ماده سطح روشن و ضخامت آن انجام شد. معمولاً فوکوس کمی منفی (کانون لیزر درون صفحه است) به دستیابی به برش عمودی بهتر کمک می‌کند.

ملاحظات ویژه برای مواد براق مختلف

فولاد ضد زنگ آینه ای:

• اولین سطح محافظ: استفاده از فیلم محافظ ویژه برش لیزری با کیفیت بالا! این موثرترین روش برای جلوگیری از پاشش ایجاد شده در حین برش و خراشیدن سطح میز دستگاه روی سطح آینه است.
• پس از برش، فیلم محافظ را می‌توان به راحتی جدا کرد تا سطح صافی حاصل شود.

آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم (به ویژه براقیت بالا):

• خطر بازتاب: بازتاب آلومینیوم خالص و آلومینیوم با سیلیکون بالا هنوز هم بالاست. اگرچه این خطر کمتر از CO₂ است، اما لیزرهای فیبر با توان فوق العاده بالا (مثلاً 10000 وات یا بیشتر) هنوز هم باید هنگام برش، نسبت به تأثیر احتمالی بازتاب‌های برگشتی بر اجزای داخلی سر فیبر هوشیار باشند.
• پارامترها: آلومینیوم گرما را سریع هدایت می‌کند، به اوج توان بالاتر و سرعت سریع‌تری نیاز دارد. از نیتروژن با خلوص بالا استفاده کنید و ممکن است برای به دست آوردن مقطع روشن‌تر، نیاز به افزودن مقدار کمی آرگون باشد.
• آویزان شدن سرباره: برش آلومینیوم به راحتی باعث آویزان شدن سرباره از پایین می‌شود که باید با بهینه‌سازی فشار هوا و تمرکز بر آن غلبه کرد.

مس و برنج:

• بازتاب بالا: مس خالص (مس) یکی از فلزات با بازتاب بالا است و همچنین برای لیزرهای فیبری خطر محسوب می‌شود. همیشه آزمایش را با توان کم شروع کنید.
• مشکل جذب: می‌توان از لیزر فیبر سبز (طول موج ۵۱۵ نانومتر) استفاده کرد. مس میزان جذب بسیار بالایی از نور سبز دارد. این یک انتخاب ایده‌آل برای برش مس است، اما تجهیزات آن گران است.
• برنج: روی، هنگام برش بخار روی تولید می‌شود، مقطع به راحتی سیاه می‌شود. نیتروژن با فشار بالا مورد نیاز است و پارامترها بهینه شده‌اند.

توصیه‌های ایمنی و عملیاتی

۱. آزمایش اول:برای مواد با بازتاب بالا (مس خالص، آلومینیوم خالص)، هنگام برش برای اولین بار، می‌توان ابتدا از ضایعات استفاده کرد و با توان پایین‌تری آزمایش کرد تا وضعیت برش و بازخورد دستگاه مشاهده شود.

۲. بازرسی تجهیزات:مطمئن شوید که هد لیزر دستگاه برش لیزر فیبر شما به دستگاه محافظ ضد انعکاس (مانند عایق انعکاس برگشتی) مجهز شده است. اکثر دستگاه‌های فیبر نوری مدرن با توان متوسط ​​تا بالا به صورت استاندارد عرضه می‌شوند.

۳. تمیز کردن و نگهداری:

• قبل از برش، سطح مواد را با روغن تمیز کنید.
• مرتباً نازل را بررسی و تمیز کنید و از لنز محافظت کنید. گاز پرفشار هنگام برش سطوح براق ممکن است راحت‌تر گرد و غبار را بلند کرده و به لنز بچسباند.

4.برش آزمایشی و کتابخانه پارامترها:یک «کتابخانه پارامترهای برش سطح روشن» برای مواد مختلف، ضخامت‌های مختلف و الزامات سطحی مختلف ایجاد کنید و هر بار که ماده تعویض می‌شود، تأیید برش آزمایشی در مقیاس کوچک انجام دهید.

نکات خلاصه

نتیجه‌گیری:برای لیزرهای فیبری، هسته برش مواد با سطح روشن از "چگونگی جلوگیری از آسیب انعکاسی" به "چگونگی بهینه‌سازی فرآیند برای دستیابی به سطح برش بی‌نقص و محافظت از ظاهر ماده" تغییر یافته است. از طریق ترکیب "تنظیم دقیق پارامترهای محافظت از سطح برش با فشار بالا با نیتروژن با خلوص بالا"، قطعات کار با سطح روشن با کیفیت بالا می‌توانند به طور پایدار و کارآمد پردازش شوند.