Comment obtenir un bord brillant et poli lors de la découpe laser de plaques d'acier ?

Pour obtenir une surface de coupe sans oxyde et hautement réfléchissante (connue sous le nom de « découpe à face brillante ») lors de la découpe laser de plaques d'acier (généralement en acier au carbone), la clé est d'empêcher complètement l'oxydation pendant le processus de découpe.et d'utiliser des paramètres de coupe précis permettant d'évacuer complètement le matériau en fusion. La découpe à l'air comprimé classique produit une surface rugueuse et grise recouverte d'une couche d'oxyde. Pour obtenir une surface de coupe brillante, suivez ces étapes et principes clés :

Principe fondamental

L'essence de la découpe de surfaces brillantes réside dans la « découpe par fusion » plutôt que dans la « découpe par oxydation ».

Découpe par oxydation (air ordinaire) : l'utilisation de l'oxygène comme gaz auxiliaire provoque une réaction exothermique intense entre le fer et l'oxygène (combustion), produisant une grande quantité de scories d'oxyde de fer, surface de coupe rugueuse, gris-noir.

Découpe par fusion (finition miroir) : utilise de l’azote (N₂) ou de l’argon (Ar) de haute pureté comme gaz d’assistance. Ce gaz inerte est isolé de l’oxygène ; le laser fond uniquement le métal, et le gaz à haute pression évacue la solution métallique pure pour obtenir une surface argentée brillante sans oxydation.

Éléments clés et étapes pour obtenir une coupe de surface brillante

1. Gaz auxiliaire : de l'azote de haute pureté doit être utilisé.

• Exigences de pureté : ≥ 99,99 % (généralement quatre « neufs » ou plus). Une pureté insuffisante peut entraîner une oxydation minime, altérant l’état de surface.
• Exigences en matière de pression : très élevées. Selon l’épaisseur de la plaque, une pression stable de 15 à 20 bar (environ 1,5 à 2 MPa) voire plus est généralement requise. L’utilisation d’un réservoir d’azote liquide à débit important ou d’un générateur d’azote est nécessaire ; un compresseur d’air ordinaire ne convient pas.
• Fonction : évacuer le métal en fusion, refroidir le cordon de coupe, isoler l'oxygène.

2. Puissance et mode du laser : un faisceau de haute puissance et de haute qualité est nécessaire.

• Puissance requise : La découpe de surfaces brillantes exige généralement une puissance laser plus élevée. Par exemple, la découpe d'acier au carbone brillant de 6 mm avec un laser de 4 000 W sera plus facile et plus efficace que la découpe de plaques ordinaires de même épaisseur. Une puissance insuffisante entraînera une vitesse de découpe trop lente et une accumulation de chaleur, ce qui nuira à la qualité.
• Qualité du faisceau : le laser monomode ou quasi-monomode, grâce à sa densité d’énergie plus concentrée et à son spot plus petit, présente des avantages intrinsèques par rapport au laser multimode pour la découpe de surfaces brillantes, permettant d’obtenir une section plus fine et plus brillante.

3. Paramètres de coupe : réglage fin

Les paramètres suivants doivent être optimisés avec précision en fonction de l'équipement et des conditions du gaz :

• Vitesse de coupe : Comparée à la découpe à l’oxygène, la vitesse sera considérablement réduite. Si la vitesse est trop élevée, le métal en fusion ne sera pas évacué correctement et des scories resteront collées à l’arrière ; si la vitesse est trop faible, l’apport de chaleur sera excessif et la plaque risque de surchauffer et de se décolorer.

Sélection et hauteur de la buse :

• Diamètre de la buse : choisissez généralement un diamètre de buse plus grand (tel que φ3 mm ou φ4 mm) pour vous adapter à la haute pression et au grand débit d'azote afin de garantir que le flux d'air est stable et couvre toute la fente.
• Hauteur de la buse : Elle doit être contrôlée avec précision, généralement légèrement plus élevée que lors de la découpe à l’oxygène afin de former une bonne protection par rideau d’air.
• Position de mise au point : La mise au point est généralement effectuée sur la surface de la plaque ou légèrement en dessous, et la meilleure position doit être déterminée expérimentalement pour obtenir la fente la plus étroite et la plus lumineuse.
• Modulation de puissance de crête/fréquence : Pour certaines plaques plus épaisses, l’utilisation d’un mode de découpe par impulsions approprié permet de contrôler l’apport de chaleur afin d’obtenir un meilleur effet de surface brillante.

4. Exigences du conseil d'administration

• Nettoyage de surface : l’huile, la rouille et les revêtements présents à la surface de la plaque affectent la qualité de la coupe et doivent être nettoyés au préalable.
• Matériau uniforme : Un matériau irrégulier donne des effets de paillettes incohérents.

Résumé du processus opérationnel

1. Préparation :Veillez à utiliser de l'azote de haute pureté et un système d'alimentation en gaz à haute pression. Nettoyez la surface de la feuille.

2. Sélectionnez la buse :installer une buse de grand diamètre adaptée à la découpe à haute pression d'azote (telle que φ3mm).

3. Paramétrage :Sélectionnez le mode « Découpe à l’azote » ou « Découpe de surface brillante » dans le logiciel de commande de découpe. Indiquez le matériau de la tôle (acier au carbone) et son épaisseur.

4. Points clés du réglage de référence :

• Le gaz d'assistance était réglé sur N2.
• La pression du gaz est ajustée à la plage de haute pression (par exemple, pour de l'acier au carbone de 6 mm, essayez d'abord à partir de 18 bars).
• Réduire considérablement la vitesse de coupe (peut-être une coupe à l'oxygène avec une épaisseur de vitesse de 1/3 à 1/2).
• Réglez la mise au point et la hauteur de la buse de manière appropriée.

5. Essais de coupe et optimisation :Commencez par utiliser de petits motifs ou des chutes de tissu pour un essai de découpe. Section Observation :

• Si la partie supérieure est brillante, mais que la partie inférieure est noire ou présente des scories : la vitesse est peut-être trop élevée ou la pression d'air insuffisante.
• Si toute la section est jaune ou oxydée : la pureté de l’azote est insuffisante ou la pression est trop faible, et de l’oxygène s’y est mélangé.
• Si la coupe n'est pas transparente ou si les scories adhèrent fortement : puissance insuffisante, vitesse trop élevée ou position de mise au point incorrecte.

6. Coupe formelle :une fois l'optimisation des paramètres terminée, la découpe formelle.

Considérations et limites

• Coût plus élevé :Une grande quantité d'azote de haute pureté est consommée, la vitesse de coupe est lente et le coût unitaire est beaucoup plus élevé que celui de la découpe à l'oxygène.
• Limite d'épaisseur :L'effet de surface brillante se dégrade avec l'épaisseur. Il est généralement optimal sur les tôles d'acier au carbone d'épaisseur moyenne à faible (1 à 12 mm). Lorsque l'épaisseur de la tôle dépasse la capacité de l'équipement, il est difficile d'obtenir une surface parfaitement brillante.
• Exigences en matière d'équipement :La puissance du laser, la qualité du faisceau, la stabilité de la machine et le système d'alimentation en gaz doivent répondre à des exigences plus élevées.
• Application principale :utilisé pour répondre aux exigences de qualité en matière d'aspect, de soudage et de pulvérisation de la pièce, comme les panneaux d'ascenseur, les pièces mécaniques de précision, les pièces d'aspect, etc., afin d'éviter le processus de meulage ultérieur.

En résumé, pour découper la surface brillante, retenez les trois éléments suivants : haute pression et azote de haute pureté, puissance élevée et bon faisceau, paramètres de réglage fin à basse vitesse.Il est recommandé de se procurer auprès du fabricant de l'équipement un tableau des paramètres de base pour un modèle et une épaisseur spécifiques et de l'utiliser comme base pour un réglage fin sur site.