Comment éliminer les bavures générées par la découpe laser du métal

La formation de bavures lors de la découpe laser de tôles est un problème courant, signe généralement d'un processus de découpe non optimal. Pour le résoudre de manière systématique, il est nécessaire de vérifier et d'ajuster plusieurs paramètres : l'équipement, les matériaux, les paramètres de processus et les gaz auxiliaires.

Orientation d'optimisation principale et mesures spécifiques

1. Optimiser les paramètres de processus (pour l'acier au carbone et autres matériaux)

• Puissance du laser : une puissance insuffisante est l’une des principales causes de bavures. Augmenter la puissance de manière appropriée permet d’assurer la fusion complète du métal. Toutefois, il convient de noter qu’une puissance trop élevée peut entraîner la brûlure de la plaque ou la formation de scories.
• Vitesse de coupe : Une vitesse trop élevée entraîne une énergie laser insuffisante, une fusion incomplète du matériau et des bavures dues au flux d’air. À l’inverse, une vitesse trop faible provoque des brûlures importantes et l’adhérence de scories. Choisissez la vitesse optimale en fonction de la puissance et de l’épaisseur de la plaque. Il est généralement conseillé de tester les paramètres au préalable. Position du faisceau : Un faisceau mal réglé entraîne une densité d’énergie insuffisante. Effectuez un test de mise au point pour trouver la position la plus adaptée à l’épaisseur de la plaque (généralement, pour la découpe d’acier au carbone, le faisceau est positionné à la surface de la plaque ou légèrement en dessous).

2. S'assurer que le gaz auxiliaire est en parfait état (facteur le plus critique).

• Type et pureté du gaz :
• Découpe de l'acier au carbone : l'utilisation d'oxygène de haute pureté (≥ 99,95 %) est impérative. L'oxygène participe à la réaction exothermique, favorisant la combustion et l'évacuation du laitier. Une pureté insuffisante affectera considérablement la qualité de la coupe et l'épaisseur de la couche d'oxyde.

Pour la découpe de l'acier inoxydable et de l'aluminium : utiliser de l'azote de haute pureté (≥ 99,99 %) ou de l'argon. Un gaz à haute pression permet d'évacuer le métal en fusion et d'obtenir une découpe sans oxydation. L'utilisation d'un gaz impur provoque la formation de scories au fond de la machine.

• Pression du gaz :
• Découpe de l'acier au carbone (à l'oxygène) : la pression ne doit pas être trop élevée (généralement 0,8 à 2 bars). Une pression excessive refroidira la coupe, mais réduira l'efficacité de la combustion et favorisera la formation de bavures.
• Découpe de l'acier inoxydable/aluminium (sous azote) : La pression doit être suffisamment élevée (généralement de 10 à 20 bars, selon l'épaisseur de la tôle). Une pression insuffisante est la cause la plus fréquente d'échec de la découpe sans bavures, et le métal en fusion ne peut être complètement évacué.
• État de la buse :
• Vérifiez que la buse n'est ni endommagée ni obstruée par des projections. Une buse usée peut provoquer des turbulences dans le flux d'air.
• Vérifiez que le diamètre de l'orifice de la buse correspond à l'épaisseur de la plaque et à la pression du gaz. Les plaques épaisses nécessitent généralement des buses à orifice plus large.
• Calibrez la concentricité de la buse et de la tête laser. Un défaut de concentricité entraînera une fuite de gaz et la formation de bavures d'un côté.

3. Vérifier et maintenir l'état de l'équipement

• Nettoyage des lentilles optiques : la saleté des miroirs de protection et de focalisation réduit considérablement la puissance du laser et la qualité du faisceau. Il est donc important de vérifier et de nettoyer ou de remplacer régulièrement les lentilles.
• Qualité du faisceau : étalonnage régulier du faisceau pour garantir un trajet optique correct et une mise au point précise.
• Stabilité de l'équipement : Vérifiez la stabilité du rail de guidage et du système de transmission de la machine-outil, car des bavures irrégulières peuvent se former en cas de vibrations à grande vitesse.

4. Concentrez-vous sur le contenu lui-même.

• Surface de la feuille : Assurez-vous que la surface de la feuille est exempte de rouille importante, de peinture ou de revêtement, ce qui affectera l'absorption du laser et la stabilité de la découpe.
• Composition et qualité du matériau : une composition d'alliage de mauvaise qualité ou irrégulière de la plaque peut également entraîner des fluctuations de l'effet de coupe.

Préoccupations particulières concernant les problèmes de bavures dans différents matériaux

• Découpe à l'oxygène sur tôle d'acier au carbone : la bavure inférieure est principalement composée de scories d'oxyde de fer dures et cassantes. Le problème dépend principalement de la pureté de l'oxygène, du point de focalisation et de la vitesse de coupe.
• Découpe à l'azote d'une plaque d'aluminium en acier inoxydable : les bavures inférieures sont principalement constituées de métal en fusion tendre et non évacué. Il convient tout d'abord de vérifier que la pression d'azote est suffisante, que le gaz est pur et que la buse est adaptée.

Recommandations relatives au processus de résolution systématique

1. Enregistrer et reproduire :Consignez en détail le type de plaque d'ébavurage actuelle, son épaisseur et tous les paramètres de processus (puissance, vitesse, pression d'air, mise au point, type de buse).

2. Réglage d'une seule variable :Ajustez un seul paramètre à la fois (il est recommandé de commencer par la pression du gaz et la position de mise au point) pour une comparaison de coupe d'essai.

3. Du dépannage simple au dépannage complexe :

• Étape 1 : Vérifiez et nettoyez la buse et la lentille.
• Étape 2 : Vérifier la pureté et la pression du gaz.
• Étape 3 : Optimiser la position de mise au point.
• Étape 4 : Ajuster la correspondance entre la puissance et la vitesse.
• Étape 5 : calibrer le trajet optique et la concentricité de l'appareil.

4. Établir une bibliothèque de paramètres standard :Une fois les paramètres optimaux déterminés pour les plaques de différentes marques, épaisseurs et matériaux, ils seront consignés afin d'établir des instructions d'utilisation standard.

Résumé:La solution au problème des bavures lors de la découpe laser repose essentiellement sur un apport d'énergie suffisant et un flux d'air stable, pur et correctement dirigé pour évacuer les résidus de matière fondue. Il s'agit d'un problème systémique qui exige de l'opérateur de la patience et une approche méthodique pour optimiser progressivement les paramètres. Si, malgré le respect de ces étapes, le problème persiste après ajustement, il convient de contacter le fabricant de l'équipement afin de vérifier si l'énergie du laser ou le mode de faisceau ont été modifiés.