دلیل چسبیدن سرباره و مسدود شدن نازل در برش لیزری چیست؟

مسدود شدن نازل با سرباره هنگام برش لیزری یک مشکل رایج است که معمولاً ناشی از ترکیبی از عوامل مختلف است. دلایل اصلی و تحلیل سیستماتیک آن در زیر آمده است:

تحلیل دلیل اصلی

۱. مشکل گاز کمکی

• فشار هوای ناکافی: فشار گاز برای زدودن مؤثر سرباره کافی نیست و باعث می‌شود سرباره به سمت بالا پاشیده و به دیواره داخلی نازل بچسبد.
• گاز ناخالص/نوع نامناسب: هنگام برش فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم با هوای فشرده حاوی رطوبت یا ناخالصی، به راحتی واکنش اکسیداسیون ایجاد می‌شود و سرباره چسبناک تشکیل می‌شود. هنگام برش فولاد کربنی (تکیه‌گاه احتراق) از اکسیژن استفاده نمی‌شود، یا هنگام برش فولاد ضد زنگ/آلومینیوم (محافظت در برابر اکسیداسیون) از نیتروژن با خلوص بالا استفاده نمی‌شود.
• جریان گاز ناپایدار است: سیستم تأمین گاز نشت می‌کند، خط لوله خیلی طولانی است یا شیر تنظیم فشار گاز خراب است.

۲. پارامترهای مواد و فرآیند مطابقت ندارند

مسائل مادی:

• سطح پوشش داده شده، زنگ زده یا چرب است.
• ترکیب ناهموار مواد (به عنوان مثال، محتوای سیلیکون بالا در آلیاژهای آلومینیوم).
• صفحه خیلی ضخیم است و از حد مجاز تجهیزات فراتر رفته است.

تنظیم نادرست پارامترها:

• توان خیلی کم/سرعت خیلی کم: انرژی ورودی ناکافی، تبخیر ناقص مواد، تشکیل سرباره چسبناک.
• انحراف موقعیت فوکوس: فوکوس خیلی بالا یا خیلی پایین است که منجر به چگالی انرژی ناکافی و برش ناکافی می‌شود.
• پارامترهای سوراخ‌کاری اشتباه: پاشش شدید سرباره در حین سوراخ‌کاری، سوراخ‌کاری تدریجی یا محافظت تأخیری اتخاذ نشده است.

۳. وضعیت تجهیزات و نازل

• آسیب یا فرسودگی نازل: دهانه نازل بزرگتر، تغییر شکل یافته یا دیواره داخلی آن ناهموار می‌شود و باعث اختلال در جریان هوا می‌گردد.
• فاصله نامناسب بین نازل و صفحه: فاصله خیلی زیاد (انتشار گاز) یا خیلی کم (تصادف آسان و پاشش سرباره) است.
• آلودگی سیستم نوری: آلودگی عدسی‌های کانونی‌کننده باعث واگرایی پرتو و کاهش چگالی انرژی می‌شود.
• خرابی سیستم خنک‌کننده: سر لیزر بیش از حد گرم می‌شود و بر کیفیت پرتو و پایداری گاز تأثیر می‌گذارد.

۴. عوامل محیطی و عملیاتی

• گرد و غبار محیطی: کیفیت پایین هوا در کارگاه، و گرد و غبار همراه با جریان هوا وارد نازل می‌شود.
• توالی برش غیرمنطقی: برش مداوم سوراخ‌های کوچک، گوشه‌های تیز و سایر قطعات، تجمع گرما.

بررسی و راه‌حل سیستماتیک

مرحله ۱: بررسی سیستم گاز

• از یک فشارسنج برای بررسی اینکه آیا فشار هوا در خروجی نازل با الزامات مواد مطابقت دارد یا خیر، استفاده کنید (برای مثال، برای برش فولاد کربنی ۸ میلی‌متری، ۱.۲ تا ۱.۵ بار مورد نیاز است).
• خلوص منبع گاز را بررسی کنید: خلوص نیتروژن باید ...≥۹۹.۹۹ (برش فولاد ضد زنگ) و خلوص اکسیژن باید ...≥۹۹.۹۵ (برش فولاد کربنی).
• بررسی کنید که آیا لوله هوا خم شده یا نشتی دارد یا خیر، و آیا فیلتر نیاز به تعویض دارد یا خیر.

مرحله ۲: بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند

• تنظیم قدرت و سرعت: برای برش آزمایشی و کالیبراسیون به جدول پارامترهای ضخامت مواد مراجعه کنید. به عنوان مثال: برش فولاد ضد زنگ 2 میلی‌متری، قدرت توصیه شده 1500 وات، سرعت 25 متر بر دقیقه و فشار نیتروژن 1.5 بار است.
• فوکوس کالیبره شده: از تست کوپن فوکوس برای یافتن بهترین موقعیت فوکوس (معمولاً ۱/۳ ضخامت زیر سطح ماده) استفاده کنید.
• سوراخ‌کاری بهینه: صفحه ضخیم از سوراخ‌کاری تدریجی استفاده می‌کند و زمان دمیدن با تأخیر ۰.۵ تا ۱ ثانیه تنظیم شده است.

مرحله ۳: نگهداری تجهیزات

• نازل را تعویض کنید: بررسی کنید که آیا دهانه نازل گرد است یا خیر، توصیه می‌شود قبل از هر شیفت تمیز شود و نازل استاندارد را هر 40 ساعت یکبار تعویض کنید.
• سیستم اپتیکی را تمیز کنید: لنزها را مرتباً با اتانول خالص پاک کنید (روزانه بررسی کنید).
• سنسور ارتفاع را کالیبره کنید: مطمئن شوید که فاصله بین نازل و صفحه ثابت است (معمولاً 0.8-1.5 میلی‌متر).

مرحله ۴: مدیریت مواد و عملیات

• قبل از برش، سطح ورق را تمیز کنید.
• هنگام برنامه‌ریزی، سیم‌ها را اضافه کنید تا از ایجاد قوس الکتریکی مستقیماً از داخل ماده جلوگیری شود.
• برای مواد با بازتاب بالا (مانند مس و آلومینیوم) از پوشش‌های ضد انعکاس یا تیغه‌های برش مخصوص استفاده کنید.

فهرست اقدامات پیشگیرانه

۱. بررسی روزانه: فشار گاز، تمیزی لنز، فرسودگی نازل.

۲. نگهداری هفتگی:فیلتر هوا را تمیز کنید و ارتفاع سر برش را کالیبره کنید.

۳. مدیریت پارامتر: پایگاه داده پارامترهای مواد را ایجاد کنید و قبل از برش ورق ضخیم، تأیید برش آزمایشی را انجام دهید.

۴. کنترل محیطی: این کارگاه مجهز به تجهیزات جمع‌آوری گرد و غبار است تا دما و رطوبت پایدار (دمای 25 درجه سانتیگراد) را حفظ کند.±5 ℃رطوبت <60٪.

درمان سریع اورژانسی

اگر حالت تهوع رخ داده است:

• ۱. بلافاصله برش را متوقف کرده و نازل را تمیز کنید.
• ۲. کیفیت شکاف را بررسی کنید: اگر سطح مقطع ناهموار است و سرباره وجود دارد، قبل از ادامه، پارامترها را تنظیم کنید.
• ۳. می‌توان از زمان کوتاهی برای تمیز کردن سوزن مخصوص استفاده کرد، هنگام تعویض نازل و بررسی لنز، موارد جدی را بررسی کنید.

از طریق بررسی سیستماتیک فوق، بیش از ۹۰٪ مشکل چسبندگی سرباره و گرفتگی قابل حل است. نکته کلیدی حفظ پایداری تجهیزات، خلوص گاز و تطبیق پارامترها است. توصیه می‌شود برای کاهش خرابی‌های ناشی از منبع، سابقه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه ایجاد شود.