Miten teräslevyjä laserleikattaessa saadaan aikaan kirkas ja kiillotettu reuna?

Oksidittoman ja erittäin heijastavan leikkauspinnan (ns. kirkaspintaleikkaus) saavuttamiseksi teräslevyjä (yleensä hiiliterästä) laserleikattaessa on tärkeää estää hapettuminen kokonaan leikkausprosessin aikana.ja käyttää hienosäädettyjä leikkausparametreja, jotka puhaltavat sulan materiaalin perusteellisesti pois. Tavallinen ilmaleikkaus muodostaa karkean, harmaan pinnan, jossa on oksidikerros. Kirkkaan pinnan saavuttamiseksi noudata seuraavia keskeisiä vaiheita ja periaatteita:

Ydinperiaate

Kirkaspintaleikkauksen ydin on pikemminkin "sulatusleikkaus" kuin "hapetusleikkaus".

Hapettumisleikkaus (tavallinen ilma): hapen käyttö apukaasuna, raudan ja hapen voimakas eksoterminen reaktio (palaminen), tuottaa suuren määrän rautaoksidikuonaa, leikkauspinta karkea, harmaanmusta.

Sulaleikkaus (peilileikkaus): Käyttää apukaasuna erittäin puhdasta typpeä (N2) tai argonia (Ar). Inertti kaasu on eristetty hapesta, laser sulattaa vain metallin ja korkeapainekaasu puhaltaa puhtaan metalliliuoksen pois, jolloin saadaan hopeanvärinen kirkas pinta ilman hapettumista.

Keskeiset elementit ja vaiheet kirkkaan pinnan leikkaamiseksi

1. Apukaasu: on käytettävä erittäin puhdasta typpeä

• Puhtausvaatimukset: ≥ 99,99 % (yleensä 4 ysiä tai enemmän). Riittämätön puhtaus voi aiheuttaa pieniä hapettumisjäämiä, jotka vaikuttavat pinnan viimeistelyyn.
• Painevaatimukset: erittäin korkeat. Levyn paksuudesta riippuen vaaditaan yleensä vakaa 15–20 baarin (noin 1,5–2,0 MPa) paine tai jopa korkeampi. Tavallinen ilmakompressori ei pysty täyttämään suurta nestemäisen typen virtausta vaativaa säiliötä tai typpigeneraattoria.
• Toiminto: puhalla pois sulaa metallia, jäähdytä leikkaussaumaa, eristä happi.

2. Laserteho ja -tila: tarvitsevat suuren tehon ja korkealaatuisen säteen

• Tehovaatimukset: Kirkkaan pinnan leikkaaminen vaatii yleensä suurempaa lasertehoa. Esimerkiksi 6 mm:n hiiliteräksen kirkkaan pinnan leikkaaminen 4000 W:n laserilla on helpompaa ja tehokkaampaa kuin tavallisten saman paksuisten levyjen leikkaaminen. Liian alhainen teho aiheuttaa liian hitaan leikkausnopeuden ja lämmön kertymisen, mikä vaikuttaa laatuun.
• Säteen laatu: Yksimuotolaserilla tai lähes yksimuotolaserilla on väkevämpi energiatiheys ja pienempi pistemäärä kirkkaassa leikkauspinnassa verrattuna monimuotolaseriin, ja sillä on luonnostaan ​​​​etuja hienomman ja kirkkaamman osan saamiseksi.

3. Leikkausparametrit: hienosäätö

Seuraavat parametrit on optimoitava tarkasti laitteiston ja kaasun olosuhteiden mukaan:

• Leikkausnopeus: Happileikkaukseen verrattuna nopeus hidastuu merkittävästi. Jos nopeus on liian suuri, sula ei puhdistu ja kuona roikkuu takaosassa. Jos nopeus on liian pieni, lämmöntuonti on liian suuri ja levy voi ylikuumentua ja muuttaa väriä.

Suuttimen valinta ja korkeus:

• Suuttimen halkaisija: valitse yleensä suurempi suuttimen halkaisija (kuten φ3mm tai φ4mm) mukautuaksesi korkeaan paineeseen ja suureen typpivirtaukseen varmistaaksesi, että ilmavirtaus on vakaa ja peittää koko raon.
• Suuttimen korkeus: Sitä on säädettävä tarkasti, yleensä hieman korkeammalle kuin hapella leikattaessa, jotta muodostuu hyvä ilmaverhon suojaus.
• Tarkennuspiste: Tarkennuspiste asetetaan yleensä levyn pinnalle tai hieman sen alapuolelle, ja paras sijainti on määritettävä kokeellisesti kapeimman ja kirkkaimman raon saavuttamiseksi.
• Huipputeho/taajuusmodulaatio: Joillakin paksummilla levyillä sopivan pulssileikkaustilan käyttö auttaa hallitsemaan lämmöntuontia paremman kirkkaan pinnan aikaansaamiseksi.

4. Hallituksen vaatimukset

• Pinnan puhdistus: Levyn pinnalla oleva öljy, ruoste ja pinnoite vaikuttavat leikkaustulokseen ja ne on puhdistettava etukäteen.
• Tasainen materiaali: Epätasainen materiaali johtaa epätasaisiin kimallusefekteihin.

Toimintaprosessin yhteenveto

1. Valmistelu:Varmista, että käytät erittäin puhdasta typpeä ja korkeapainekaasun syöttöjärjestelmää. Puhdista levyn pinta.

2. Valitse suutin:Asenna typpipaineleikkaukseen soveltuva suuriläpimittainen suutin (kuten φ3 mm).

3. Parametrien asettaminen:Valitse leikkauksen ohjausohjelmistosta tilaksi ”Typen leikkaus” tai ”Kiiltävän pinnan leikkaus”. Syötä levymateriaali (hiiliteräs) ja paksuus.

4. Keskeiset viitearvot mukauttamisessa:

• Apukaasuksi asetettiin N2.
• Kaasunpaine säädetään korkeapainealueelle (esimerkiksi 6 mm:n hiiliteräkselle kokeile ensin 18 baarista).
• Vähennä leikkausnopeutta merkittävästi (happileikkausta voidaan tehdä nopeudella 1/3 - 1/2 paksuusasteella).
• Säädä tarkennusta ja suuttimen korkeutta asianmukaisesti.

5. Koeleikkaus ja optimointi:käytä ensin pieniä grafiikoita tai ylijäämäreunoja koeleikkausta varten. Havainto-osa:

• Jos yläosa on kirkas, alaosassa on mustaa tai roikkuvaa kuonaa: se voi olla liian nopea tai riittämätön ilmanpaine.
• Jos koko osa on keltainen tai hapettunut: typen puhtaus ei ole riittävä tai paine on liian alhainen ja happea on sekoittunut joukkoon.
• Jos leikkaus ei ole läpinäkyvää tai kuona on voimakkaasti kiinni: teho ei ole riittävä, nopeus on liian suuri tai tarkennusasento on väärä.

6. Muodollinen leikkaus:parametrien optimoinnin valmistumisen jälkeen muodollinen leikkaus.

Huomioitavaa ja rajoituksia

• Korkeammat kustannukset:suuri määrä erittäin puhdasta typpeä kulutetaan, ja leikkausnopeus on hidas, ja yksikkökustannukset ovat paljon korkeammat kuin happileikkauksessa.
• Paksuusraja:Kiiltävän pinnan vaikutus pahenee paksuuden kasvaessa. Se toimii yleensä parhaiten hiiliteräksellä tehdyillä keskipaksuilla ja ohuilla levyillä (1–12 mm). Kun levyn paksuus ylittää laitteen kapasiteetin, täydellisen kiiltävän pinnan saavuttaminen on vaikeaa.
• Laitteistovaatimukset:Laserteholla, säteen laadulla, koneen vakaudella ja kaasunsyöttöjärjestelmällä on korkeammat vaatimukset.
• Pääasiallinen sovellus:käytetään työkappaleen ulkonäköön, hitsaukseen ja ruiskutukseen liittyvien laatuvaatimusten, kuten hissipaneelien, tarkkuusmekaanisten osien, ulkonäköosien jne., vuoksi jälkihiontaprosessin välttämiseksi.

Yksinkertaisesti sanottuna, kirkkaan pinnan leikkaamiseksi muista kolme elementtiä: korkeapaineinen ja erittäin puhdas typpi, suuri teho ja hyvä säde sekä alhaisen nopeuden hienosäätöparametrit.On suositeltavaa hankkia laitevalmistajalta tietyn mallin ja paksuuden perusparametritaulukko ja käyttää sitä pohjana hienosäädölle paikan päällä.