Leikkauspään suuttimen kuumenemisen syyt laserleikkauksen aikana

Laserleikkauspään suuttimen kuume on vakava, jopa polttava punainen, yleensä ei yksittäinen syy, vaan useiden tekijöiden seurausta. Seuraavassa selitetään yksityiskohtaisesti tärkeimmät syyt, toissijaiset syyt ja ratkaisut.

Pääsyy

Nämä ovat suorimpia ja yleisimpiä ongelmia, jotka aiheuttavat suuttimen ylikuumenemisen.

1. Plasma/heijastunut lämpö

• Sukupolvimekanismi:Kun lasersäde kohdistetaan metallimateriaalin pintaan, se sulattaa tai jopa höyrystää metallin välittömästi. Apukaasua, kuten happea tai typpeä, puhalletaan tätä korkean lämpötilan aluetta kohti. Jos energiatiheys on liian korkea tai kaasuparametrit ovat sopimattomat, höyrystynyt metalli ja itse kaasu ionisoituvat muodostaen korkean lämpötilan plasmapilven (sähköisesti neutraalin kaasuryhmän, jolla on erittäin korkea lämpötila).
• Lämmönsiirtoprosessi:Tämä plasma ei ainoastaan ​​absorboi ja sirota laserenergiaa, mikä vähentää leikkaustehokkuutta, vaan myös palaa ylöspäin suuttimen sisäpuolelle. Plasman kuljettama valtava määrä lämpöä siirtyy suoraan suuttimen kupariseen sisäseinämään, jolloin sen lämpötila nousee jyrkästi, jopa palaen punaiseksi ja sulaen.

2. Jäähdytysjärjestelmän vika

Nykyaikaisissa tehokkaissa laserleikkauspäissä on sisällä vesijäähdytteiset kanavat, joita käytetään erityisesti suuttimien, suojapeilien ja muiden komponenttien absorboiman lämmön poistamiseen.

Usein kysytyt kysymykset:

• Riittämätön jäähdytysveden virtaus:jäähdytysvesipumpun vika, vesiputken taipuminen, suodattimen tukkeutuminen jne.
• Jäähdytysveden lämpötila on liian korkea:Jäähdyttimen jäähdytysteho ei ole hyvä tai valikoima on liian pieni.
• Jäähdytysvesipiirin tukos tai vuoto:sisäinen kalkki tai epäpuhtaudet tukkivat virtauskanavan.
• Jäähdytysjärjestelmä ei ole päällä:unohda kytkeä jäähdytin päälle ennen laserin käynnistämistä.

Toissijaiset ja muut syyt

Nämä syyt, vaikka ne ovatkin vähemmän suoria kuin kaksi edellä mainittua, voivat pahentaa kuumetta tai aiheuttaa ongelmia erikseen.

3. Saastuminenkulunut tai vaurioitunutnses

• Jos tarkennuspeili tai suojapeili on likainen (öljyä, pölyä) tai vaurioitunut, sen valonläpäisykyky ja tarkennuskyky heikkenevät.
• Osa lasersäteilystä absorboituu itse linssiin ja muuttuu lämmöksi. Tämä lämpö siirtyy peilin pohjaan, joka puolestaan ​​lämmittää ympäröivää ilmaa ja suuttimen pohjaa.
• Vakavissa tapauksissa linssin liian korkea lämpötila voi aiheuttaa sen halkeamisen.

4. Prosessiparametrien virheellinen asettaminen

• Kaasun tyyppi ja paine:
• Kun hiiliterästä leikataan happea käyttäen, kyseessä on eksoterminen reaktio, joka itsessään tuottaa paljon lämpöä. Jos kaasunpaine ei ole sopiva, vahvan plasman muodostuminen on helpompaa.
• Kun typpeä käytetään ruostumattoman teräksen leikkaamiseen ja ilmanpaine on liian alhainen sulan poistamiseksi ajoissa, kuona roiskuu ylöspäin, tarttuu suuttimen sisäseinämään ja jatkaa sen lämmittämistä; jos ilmanpaine on liian korkea, se voi aiheuttaa ilmavirtaushäiriöitä, jotka edistävät plasman muodostumista.
• Leikkausnopeus:Liian hidas nopeus estää laserin säteen lämpenemisen samassa asennossa liian kauan ja lämpöä kertyy liikaa, mikä voi helposti aiheuttaa plasman muodostumista ja polttaa suuttimen. Liian suuri nopeus voi johtaa valon heijastumiseen.
• Laserteho:Kun teho on liian korkea ja muut parametrit (kuten nopeus ja ilmanpaine) eivät täsmää, energiaa on liikaa ja plasmaa syntyy helposti.
• Tarkennusasento:Väärä tarkennusasento vaikuttaa energiatiheyteen ja leikkauksen muotoon, mikä puolestaan ​​vaikuttaa sulan purkautumiseen ja plasman muodostumiseen.

5. Itse suuttimen ongelma

• Malli ei täsmää:Suuttimen aukko ei vastaa leikatun levyn paksuutta ja kaasunpainetta. Esimerkiksi hienoleikkaus suuriaukkoisella suuttimella voi aiheuttaa ilmavirran hajaantumisen ja heikentää suojaustehoa.
• Huono laatu/vauriot:Suuttimen keskireikä ei ole pyöreä, siinä on purseita ja sisäseinä ei ole sileä, mikä aiheuttaa epävakaan ilmavirran ja helposti pyörrevirtoja, jotka eivät edistä lämmön haihtumista ja kuonan puhallusta. Myös suuttimen lievä muodonmuutos levyyn törmäyksen jälkeen voi aiheuttaa tämän ongelman.
• Virheellinen asennus:Suutinta ei ole kiristetty tai tiivistysrengas on vaurioitunut, mikä aiheuttaa kaasuvuotoa ja tuhoaa vakaan kaasuverhon suojauksen.

6. Ulkoinen ympäristö ja törmäys

• Levyn pinnan heijastavuus on liian korkea:Kun leikataan erittäin heijastavia materiaaleja, kuten alumiinia ja kuparia, suuri määrä lasersäteilyä heijastuu takaisin leikkuupään sisäpuolelle ja suuttimeen ja peilipesään absorboituu.
• Törmäys:Leikkauspää törmää levyyn tai kiinnikkeeseen, jolloin suuttimen muodonmuutos ja sisäosat siirtyvät, mikä tuhoaa valon, kaasun ja vesiväylän alkuperäisen koaksiaalisuuden ja tiiviyden.

Yhteenveto ja ratkaisulista

Kun suuttimen kuumennuksessa ilmenee ongelma, on suositeltavaa tarkistaa se seuraavassa järjestyksessä:

1. Pysäytä kone välittömästi tarkastusta varten:estääkseen laitteiden lisävauriot.

2. Tarkista jäähdytysjärjestelmä (ensisijainen tarkistus):

• Varmista, että jäähdytyslaite on päällä ja toimii normaalisti.
• Tarkista, täyttävätkö jäähdytysveden virtaus ja paine laitteen vaatimukset.
• Kosketa tulo- ja lähtöputkia ja tunne lämpötilaero. Jos lämpötilaero on pieni, lämmönvaihdon tehokkuus on alhainen tai virtaus on riittämätön.
• Tarkista veden laatu varmistaaksesi, ettei siinä ole epäpuhtauksia.

3. Tarkista ja vaihda optiset komponentit:

• Irrota suojalinssi ja tarkista se likaantumisen, palovammojen tai halkeamien varalta. Pidä linssit aina puhtaina.
• Tarkista, onko tarkennuspeili hyvässä kunnossa.

4. Tarkista ja vaihda suutin:

• Tarkista, sopiiko käytössä oleva suuttimen aukko meneillään olevaan leikkaustehtävään.
• Tarkista, onko suuttimen sisäreikä sileä ja pyöreä, ja onko siinä sulamisvaurioita tai tukoksia. Vaihda suutin uuteen, korkealaatuiseen testisuuttimeen.

5. Leikkausprosessiparametrien optimointi:

• Ota yhteyttä laitetoimittajaan tai kokeneeseen prosessi-insinööriin laserin tehon, leikkausnopeuden, kaasutyypin ja -paineen, tarkennusasennon jne. uudelleenkalibroimiseksi materiaalin tyypin ja paksuuden mukaan. Tämä on plasman ylikuumenemisen ongelman ratkaisemisen ydin.

6. Tarkista koaksiaalisuus ja asennus:

• Tarkista kohdistustesterillä, onko laserin, suuttimen ja kaasun koaksiaalisuus tarkka.
• Varmista, että suutin on asennettu ja kiristetty oikein ja että tiivisterengas on ehjä.

7. Tarkkaile leikkausprosessia:

• Turvallisuuden vuoksi leikkaamisen aikana on tarkkailtava kipinöitä. Normaalin kipinän tulisi olla alaspäin ja taaksepäin suuntautuva. Jos kipinä roiskuu ylöspäin, hajaantuu tai on liian karkea ja kirkas, se tarkoittaa yleensä, että parametrit eivät ole sopivat ja plasmaa syntyy paljon.

Systemaattisen tutkimuksen avulla valtaosa suuttimien kuumenemisongelmista voidaan ratkaista tehokkaasti. Jos yllä olevia vaiheita ei voida ratkaista, leikkauspään sisällä voi olla vakavampi mekaaninen tai optinen ongelma, ja on tarpeen ottaa yhteyttä laitteen valmistajaan ammattimaista huoltoa varten.