مشکلاتی که ممکن است هنگام برش لیزری صفحات رخ دهد

در برش لیزری، مشکلاتی مانند کف در پایین قطعه کار، چین خوردگی در انتهای پایینی سطح برش، سوختن بیش از حد گوشه‌های قائمه/تیز و سطح برش ناهموار وجود دارد. در ادامه به طور سیستماتیک علل و راه‌حل‌های این مشکلات بررسی خواهد شد.

مروری بر حل مشکلات اساسی

مشکل ۱: کف در پایین قطعه کار (سرباره آویزان)

تحلیل علت: پس از اینکه لیزر ماده را ذوب می‌کند، ماده به موقع و به طور کامل توسط گاز کمکی از پایین برش جدا نمی‌شود، در نتیجه متراکم شده و سرباره آویزان تشکیل می‌شود. این اساساً مسئله‌ای مربوط به تعادل انرژی و گاز است.

راه حل:

۱. بهینه‌سازی پارامترهای گاز:

• فشار؛ برای فولاد ضد زنگ، آلیاژ آلومینیوم و غیره، هنگام استفاده از نیتروژن به عنوان گاز کمکی با خلوص بالا، فشار باید به اندازه کافی بالا باشد (به عنوان مثال، 1.6 مگاپاسکال یا بیشتر) تا برش بدون اکسیداسیون حاصل شود و سرباره به بیرون پاشیده شود. هنگام استفاده از اکسیژن برای فولاد کربنی، فشار باید متوسط ​​باشد، فشار بیش از حد بالا واکنش را تشدید کرده و سرباره خشن تشکیل می‌دهد.
• خلوص و نوع: برای اطمینان از خلوص گاز (به ویژه نیتروژن به بیش از ۹۹.۹٪ نیاز دارد)، خلوص اکسیژن نیز باید بیش از ۹۹.۵٪ باشد.

۲. کالیبره کردن فوکوس پرتو:

• انحراف موقعیت فوکوس شایع‌ترین علت است. کالیبراسیون فوکوس را انجام دهید و سعی کنید موقعیت فوکوس را به بالا و پایین تنظیم کنید. به طور کلی، پایین آوردن جزئی فوکوس (در اعماق ماده) به بهبود کیفیت برش پایین کمک می‌کند.

۳. قدرت و سرعت را تنظیم کنید

• سرعت خیلی زیاد یا توان خیلی کم منجر به برش و تشکیل سرباره نرم و آویزان می‌شود؛ سرعت خیلی کم یا توان خیلی زیاد منجر به ذوب بیش از حد و تشکیل سرباره سخت و شکننده می‌شود. لازم است بهترین ترکیب توان-سرعت را که با ضخامت ورق مطابقت دارد، پیدا کنید.

۴. نازل را بررسی و تعویض کنید:

• استفاده از نازل‌های آسیب‌دیده، تغییر شکل‌یافته یا ناهماهنگ می‌تواند جریان هوا را مختل کند. بررسی کنید که آیا سوراخ مرکزی نازل گرد است یا خیر، و نازلی با قطر مناسب را با توجه به ضخامت صفحه انتخاب کنید (معمولاً قطر بزرگ برای صفحه ضخیم و قطر کوچک برای صفحه نازک).

مشکل ۲: چین‌های پایینی را ببرید (راه‌راه/ساییدگی بیش از حد)

تحلیل دلیل: این یک پدیده سوختن بیش از حد معمول است. به دلیل گرمای ورودی بیش از حد، ماده بیش از حد ذوب یا حتی تبخیر می‌شود و نوارهای ناهموار و چروک مانندی در نیمه پایینی بخش برش تشکیل می‌دهد.

راه حل:

• تنظیم اولیه: افزایش سرعت برش. دلیل اصلی کند بودن سرعت است، بهبود سرعت می‌تواند نقش لیزر را در واحد سطح با گذشت زمان کاهش دهد تا از تجمع گرما جلوگیری شود.
• توان لیزر را کاهش دهید. اگر دیگر نتوان سرعت را افزایش داد، یا بلند کردن منجر به بریدگی شود، باید توان را به طور مناسب کاهش داد تا کل ورودی گرما کاهش یابد.
• موقعیت فوکوس را تنظیم کنید. سعی کنید موقعیت فوکوس را کمی پایین‌تر بیاورید تا انرژی متمرکزتر شود و ناحیه تحت تأثیر گرما کاهش یابد.
• فشار گاز کمکی را بررسی و کاهش دهید. به خصوص هنگام استفاده از اکسیژن در برش فولاد کربنی، فشار بیش از حد بالای اکسیژن، واکنش اکسیداسیون را مانند یک "بهبود دهنده احتراق" تشدید کرده و گرمای بیش از حد تولید می‌کند. کاهش مناسب فشار هوا ممکن است اثرات غیرمنتظره‌ای داشته باشد.

مشکل ۳: سوختگی زاویه قائمه/تیز

تحلیل دلیل: سرعت هد برش لیزری هنگام حرکت در یک خط مستقیم پایدار است، اما هنگام برش در زاویه قائمه یا زاویه تند، باید سرعت خود را کاهش دهد، بچرخد و دوباره شتاب بگیرد. افت سرعت در گوشه باعث طولانی شدن زمان توقف لیزر و تجمع شدید گرما می‌شود و در نتیجه گوشه تیز را از بین می‌برد.

راه حل:

۱. از انتقال گوشه گرد استفاده کنید (موثرترین روش):

• در مرحله طراحی نقشه، گوشه تیز به یک گوشه گرد کوچک (گوشه R) تغییر می‌کند. حتی یک فیلت کوچک با شعاع 0.5 میلی‌متر می‌تواند انتقال سر برش را به نرمی انجام دهد، از تغییرات شدید سرعت جلوگیری کند و به طور مؤثر از سوختن بیش از حد جلوگیری کند.

۲. از تابع پردازش گوشه (تابع گوشه روشن) استفاده کنید:

• سیستم‌های برش لیزری مدرن با قابلیت «کنترل قدرت گوشه» یا «گوشه روشن» ارائه می‌شوند. این قابلیت می‌تواند:
• وقتی گوشه‌ای شناسایی شود، قدرت لیزر به طور خودکار کاهش می‌یابد.
• یا از برش قطعه‌ای استفاده کنید، لیزر را در گوشه به طور خلاصه خاموش کنید و به دو بخش برش دهید.
• برای فعال کردن و رفع اشکال این ویژگی، لطفاً به دفترچه راهنمای سیستم عامل دستگاه خود مراجعه کنید.

۳. سرعت برش در گوشه را کاهش دهید:

• در جدول پارامترهای فرآیند، سرعت برش گوشه به طور جداگانه تنظیم می‌شود تا از سرعت خطی پایین‌تر باشد، اما این باید همراه با کاهش توان استفاده شود.

مشکل ۴: سطح برش ناهموار (رگه عمودی)

تحلیل دلیل: سطح برش به صورت نوارهای عمودی صاف و واضح به نظر نمی‌رسد، که معمولاً به دلیل بی‌ثباتی انرژی یا عدم تطابق پارامترها است و منجر به حالت ذوب ناهموار ماده می‌شود.

راه حل:

• مطمئن شوید که موقعیت فوکوس دقیق و پایدار است: این مهمترین عامل برای دستیابی به یک سطح برش صاف است. تغییر جزئی در فوکوس منجر به تفاوت زیادی در خطوط مقطع عرضی خواهد شد. لنز فوکوس را تمیز و کالیبره کنید تا از پایداری فوکوس اطمینان حاصل شود.
• از گاز کمکی با خلوص بالا استفاده کنید: ناخالصی‌های موجود در گاز می‌توانند در جریان و فرآیند خنک‌سازی فلز مذاب اختلال ایجاد کنند و منجر به ایجاد مقاطع ناهموار شوند.
• سرعت برش را بهینه کنید: سرعت ناپایدار یا تنظیم نادرست باعث می‌شود فلز مذاب در طول فرآیند خنک شدن، نوارهای ناهمواری ایجاد کند. سرعت پایداری پیدا کنید که براده‌های پیوسته و صافی ایجاد کند.

بررسی پایداری تجهیزات:

• آیا ریل راهنما صاف است؟ ارتعاش دستگاه مستقیماً روی سطح برش منعکس می‌شود.
• آیا نازل با تیر هم‌محور است؟ جریان هوای محورهای مختلف می‌تواند باعث عدم تقارن و زبری سطح مقطع شود.
• آیا لنزهای اپتیکی تمیز هستند یا آسیب دیده‌اند؟ لنزهای آلوده می‌توانند انرژی لیزر را پراکنده کنند و در نتیجه برش‌های ضعیف و بخش‌های ناهموار ایجاد شود.

چک لیست عمومی بنیاد

قبل از انجام هرگونه تنظیم دقیق پارامترها، حتماً بررسی‌های اولیه زیر را انجام دهید:

۱. لنز اپتیکی:بررسی کنید که آیا لنز فوکوس و لنز محافظ تمیز، بدون آلودگی، بدون لکه آب یا بدون آسیب هستند یا خیر.

۲. تراز نازل:مطمئن شوید که پرتو لیزر کاملاً از مرکز نازل عبور می‌کند.

۳. گاز و مدار گاز:تأیید کنید که هیچ نشتی در مدار گاز وجود ندارد و نوع و خلوص گاز صحیح است.

۴. مواد:برای اطمینان از تمیز بودن سطح صفحه، عدم وجود لایه اکسید، روغن و یکنواختی مواد.

خلاصه و توصیه‌ها

برش لیزری یک فرآیند دقیق با هم‌افزایی چند پارامتری است. کلید حل مشکل این است که «فقط یک متغیر را در یک زمان تغییر دهید» و سوابق را برای مشخص کردن علت اصلی مشکل ثبت کنید.