Comment remédier à la surchauffe de la buse de la tête de coupe

La buse de la tête de découpe laser surchauffe, ce qui peut dégrader la qualité de la coupe (entraînant une adhérence des scories et une saignée irrégulière) et réduire la durée de vie de la buse, voire endommager la lentille de focalisation, plus coûteuse. Vous trouverez ci-dessous un guide de dépannage et de résolution systématique, comprenant l'analyse des causes profondes et les solutions proposées.

Analyse des principales raisons

La cause fondamentale de l'échauffement des tuyères réside dans un déséquilibre entre le transfert et la dissipation de chaleur. Dans des conditions normales, la chaleur dans la tuyère provient principalement de :

1. Réflexion et rayonnement thermique des plaques.

2. Chaleur provenant des projections de métal en fusion générées par la découpe.

3. Chaleur du plasma (pour la découpe des métaux).

Ces calories sont principalement dissipées par les voies suivantes :

Gaz auxiliaire : Il s’agit du principal système de refroidissement. Un flux de gaz à grande vitesse le long de la paroi interne de la tuyère refroidit simultanément celle-ci et évacue les scories en fusion.

Elle est acheminée vers le corps de la tête de coupe puis dissipée par le système de refroidissement à eau.

Lorsque la production de chaleur est supérieure à l'évacuation de la chaleur, la buse chauffera anormalement.

Ssolutions systématiques (de facile à difficile)

Veuillez suivre les étapes suivantes une par une :

Étape 1 : Vérifier et optimiser les paramètres de coupe et le gaz

Il s'agit du problème le plus courant et le plus facile à résoudre.

1. Type et pureté du gaz :

Vérifiez : utilisez-vous le bon gaz ? La découpe de l'acier au carbone nécessite de l'oxygène, la découpe de l'acier inoxydable et des alliages d'aluminium nécessite de l'azote de haute pureté (généralement 99,99 % ou plus) ou de l'argon.

Solution : Utilisez un gaz conforme aux normes de pureté. Un gaz impur (en particulier l’azote) affectera considérablement l’efficacité de la coupe et du refroidissement.

2. Pression du gaz :

Vérifiez : La pression du gaz est-elle trop faible ? Une pression trop faible entraînera un débit d'air insuffisant, incapable d'évacuer efficacement les scories et de refroidir la buse, et les scories à haute température continueront de chauffer la buse.

Solution : En fonction du matériau et de l’épaisseur de la plaque, réglez la pression tangentielle du gaz dans le logiciel d’exploitation. Vous pouvez augmenter la pression de manière appropriée pour les essais, mais attention : une pression trop élevée risque de créer un vortex sur la surface de coupe, ce qui affectera la qualité.

3. Puissance et vitesse de coupe :

Vérifiez : La puissance utilisée est-elle trop élevée avec une vitesse de coupe trop lente ?

Solution : Une puissance trop élevée et une vitesse trop faible entraînent une surchauffe de la plaque et de la zone autour de la buse. Veuillez vous référer au tableau des paramètres de coupe fourni par le fabricant de l’équipement afin d’optimiser la puissance, la vitesse et le débit de gaz.

Étape 2 : Vérifiez l'ensemble de la tête de coupe lui-même

1. Sélection et état de la buse :

Vérifier:

L'ouverture de la buse est-elle correctement choisie ? Une ouverture trop petite peut facilement entraîner des turbulences et des obstructions gazeuses, et un refroidissement insuffisant.

La buse est-elle endommagée ? Vérifiez l’orifice de la buse : usure, ovalisation ou accumulation de scories. Une buse déformée entraîne un flux d’air asymétrique et un refroidissement irrégulier.

La buse est-elle bien installée ? Si elle est desserrée ou mal serrée, cela peut provoquer une fuite d’air.

Solution : En fonction du procédé de découpe (perforation, découpe) et de l'épaisseur de la plaque, sélectionner l'ouverture appropriée de la buse.

Remplacez immédiatement les buses endommagées ! Les buses sont des consommables et leur inspection et leur remplacement réguliers sont essentiels.

Assurez-vous que l'embout est propre et bien serré.

2. L'état du corps en céramique :

Vérification : La buse est montée sur le corps en céramique. Si ce dernier est fissuré ou cassé, la haute température sera directement transmise aux pièces métalliques et risque de provoquer une fuite de gaz.

Solution : En cas de fissure, remplacer immédiatement le corps en céramique.

3. Nettoyage de la lentille de mise au point :

Vérifiez si la lentille de focalisation est contaminée. Une lentille contaminée réduit la puissance du laser ; pour obtenir l’effet de découpe, vous pourriez être tenté d’augmenter involontairement la puissance, ce qui engendrerait une surchauffe. Par ailleurs, les impuretés absorbent l’énergie et la chaleur du laser.

Solution : Vérifiez et nettoyez régulièrement la lentille de mise au point (quotidiennement ou à chaque changement de poste est recommandé). Utilisez du papier optique spécial et de l’éthanol anhydre.

Étape 3 : Vérifier le système de refroidissement

1. Système de refroidissement par eau :

Vérifier:

Le tuyau de refroidissement à eau de la tête de coupe est-il dégagé ?

Le refroidisseur fonctionne-t-il correctement ? La température de l’eau se situe-t-elle dans la plage définie (généralement 20-25 °C) ?

Le débit d'eau est-il suffisant ?

Solution:

Vérifiez si le tuyau d'eau est plié ou bouché.

Vérifiez que le refroidisseur fonctionne correctement et que son effet de refroidissement est satisfaisant. Nettoyez le filtre à poussière du refroidisseur.

Si l'équipement est doté d'un capteur de débit d'eau, vérifiez que sa lecture est normale.

2. Circuit des gaz et étanchéité :

Vérifiez : Y a-t-il une fuite sur l'ensemble du circuit de gaz, du cylindre à la tête de coupe ? En particulier, les joints toriques à l'intérieur de la tête de coupe (par exemple, le joint torique de la buse, le joint torique du siège de lentille) sont-ils usés ou endommagés ?

Solution : Appliquez de l’eau savonneuse sur le joint pour vérifier l’étanchéité. Remplacez les joints usés ou endommagés. Une bonne étanchéité est essentielle pour garantir la pression et le débit de gaz.

Résumé et liste de vérification rapide

Si vous rencontrez à nouveau le problème de la buse chaude, vous pouvez rapidement suivre cette liste :

1. Première réaction : arrêter immédiatement la découpe et vérifier la qualité de la découpe.

2. Inspection visuelle : Retirez la buse et vérifiez qu’elle n’est pas endommagée, déformée ou qu’elle ne présente pas de résidus. Vérifiez également que le corps en céramique n’est pas fissuré.

3. Contrôle manuel/auditif : vérifier l'étanchéité du joint du tuyau d'air.

4. Vérifiez les paramètres : assurez-vous que le type de gaz, la pression d’air, la puissance et la vitesse correspondent à la plaque de découpe actuelle. Le plus simple est de faire appel à un technicien certifié dont les paramètres de découpe sont reconnus et fonctionnels afin de procéder à un essai.

5. Vérifiez le système : vérifiez si la température et le débit d'eau du refroidisseur sont normaux.

6. Nettoyage en profondeur : Si aucun problème n'a été constaté lors des étapes précédentes, vérifiez et nettoyez la lentille de mise au point et l'ensemble du trajet optique.

Recommandations en matière d'entretien préventif :

Établissez un plan d'entretien régulier, comprenant le remplacement des buses, le nettoyage des lentilles et l'inspection des joints d'étanchéité.

Utiliser en permanence un gaz auxiliaire de haute pureté.

Les opérateurs doivent être formés pour reconnaître les premiers signes d'usure des buses.

Grâce à l'analyse systématique décrite ci-dessus, la grande majorité des problèmes de surchauffe des buses peuvent être résolus efficacement. Si le problème persiste malgré l'application de toutes les méthodes, contactez le service technique du fabricant de l'équipement ; il peut s'agir d'un problème plus complexe, lié par exemple au signal de commande ou au capteur.