Kako postići sjajan, polirani rub prilikom laserskog rezanja čeličnih ploča?

Za postizanje visoko reflektirajuće površine reza bez oksida (poznate kao "rezanje sjajne površine") prilikom laserskog rezanja čeličnih ploča (obično ugljičnog čelika), ključno je potpuno spriječiti oksidaciju tijekom procesa rezanja.i koristiti fino podešene parametre rezanja koji temeljito otpuhuju rastaljeni materijal. Obično rezanje zrakom stvorit će hrapavu, sivu površinu s oksidnim slojem. Za postizanje sjajne površine reza slijedite ove ključne korake i principe:

Osnovno načelo

Bit rezanja sjajne površine je "rezanje taljenjem", a ne "rezanje oksidacijom".

Oksidacijsko rezanje (obični zrak): korištenje kisika kao pomoćnog plina uzrokuje intenzivnu egzotermnu reakciju (izgaranje) željeza i kisika, što stvara veliku količinu troske željeznog oksida, a površina rezanja postaje hrapava, sivo-crna.

Rezanje taljenjem (rezanje s efektom zrcalne završne obrade): Koristi dušik visoke čistoće (N2) ili argon (Ar) kao pomoćni plin. Inertni plin je izoliran od kisika, laser samo topi metal, a plin pod visokim tlakom otpuhuje otopinu čistog metala kako bi se dobila sjajna srebrna površina bez oksidacije.

Ključni elementi i koraci za postizanje sjajne površine rezanja

1. Pomoćni plin: mora se koristiti dušik visoke čistoće

• Zahtjevi za čistoću: ≥ 99,99% (obično 4 devetke ili više). Nedovoljna čistoća može uzrokovati tragove oksidacije, što utječe na površinsku obradu.
• Zahtjevi za tlak: vrlo visoki. Ovisno o debljini ploče, obično je potreban stabilan tlak od 15-20 bara (oko 1,5-2,0 MPa) ili čak i više. Potreban je veliki protok tekućeg dušika iz spremnika ili generatora dušika, što obični zračni kompresor ne može zadovoljiti.
• Funkcija: otpuhati rastaljeni metal, ohladiti rezni šav, izolirati kisik.

2. Snaga i način rada lasera: potrebna je velika snaga i visokokvalitetni snop

• Zahtjevi za napajanje: Postizanje rezanja sjajne površine obično zahtijeva veću snagu lasera. Na primjer, rezanje sjajne površine ugljičnog čelika debljine 6 mm laserom od 4000 W bit će lakše i učinkovitije od rezanja običnih ploča iste debljine. Nedovoljna snaga uzrokovat će premalu brzinu rezanja i nakupljanje topline, što će utjecati na kvalitetu.
• Kvaliteta snopa: jednomodni laser ili kvazi-jednomodni laser zbog svoje koncentriranije gustoće energije, manje točke, pri rezanju svijetle površine u odnosu na višemodni laser ima inherentne prednosti, može dobiti finiji, svjetliji presjek.

3. Parametri rezanja: fino podešavanje

Sljedeće parametre potrebno je fino optimizirati prema opremi i uvjetima plina:

• Brzina rezanja: U usporedbi s rezanjem kisikom, brzina će biti znatno smanjena. Ako je brzina prevelika, talina se neće očistiti puhanjem, a na stražnjoj strani će se nakupljati troska; ako je brzina prevelika, unos topline je prevelik i ploča se može pregrijati i promijeniti boju.

Odabir i visina mlaznice:

• Promjer mlaznice: obično odaberite veći promjer mlaznice (npr. φ3 mm ili φ4 mm) kako biste se prilagodili visokom tlaku i velikom protoku dušika te osigurali stabilan protok zraka koji pokriva cijeli prorez.
• Visina mlaznice: Potrebno ju je precizno kontrolirati, općenito nešto viša nego kod rezanja kisikom kako bi se stvorila dobra zaštita zračnom zavjesom.
• Položaj fokusa: Fokus se obično postavlja na površinu ploče ili malo ispod, a najbolji položaj potrebno je eksperimentalno odrediti kako bi se dobio najuži i najsvjetliji prorez.
• Modulacija vršne snage/frekvencije: Za neke deblje ploče, korištenje odgovarajućeg pulsnog načina rezanja pomaže u kontroli unosa topline kako bi se postigao bolji efekt sjajne površine.

4. Zahtjevi Upravnog odbora

• Čišćenje površine: ulje, hrđa i premaz na površini ploče utjecat će na učinak rezanja i treba ih unaprijed očistiti.
• Ujednačen materijal: Neujednačen materijal rezultira neujednačenim efektima svjetlucanja.

Sažetak procesa rada

1. Priprema:Obavezno koristite dušik visoke čistoće i sustav za dovod plina pod visokim tlakom. Očistite površinu lima.

2. Odaberite mlaznicu:Ugradite mlaznicu velikog promjera prikladnu za rezanje dušikom pod visokim tlakom (npr. φ3 mm).

3. Postavljanje parametara:U softveru za upravljanje rezanjem odaberite način rada „Rezanje dušikom“ ili „Rezanje sjajne površine“. Unesite materijal lima (ugljični čelik) i debljinu.

4. Ključne referentne točke prilagodbe:

• Pomoćni plin je bio postavljen na N2.
• Tlak plina se podešava na visoki raspon tlaka (na primjer, za ugljični čelik debljine 6 mm, prvo pokušajte od 18 bara).
• Značajno smanjiti brzinu rezanja (može se koristiti rezanje kisikom s debljinom od 1/3 do 1/2 brzine).
• Prilagodite fokus i visinu mlaznice.

5. Probno rezanje i optimizacija:prvo upotrijebite male grafike ili ostatke rubova za probno rezanje. Dio za promatranje:

• Ako je gornji dio svijetao, donji dio je raspoređen crnom ili visećom troskom: možda je prebrz ili nedovoljan tlak zraka.
• Ako je cijeli dio žut ili oksidiran: čistoća dušika nije dovoljna ili je tlak prenizak i kisik je pomiješan.
• Ako rezanje nije prozirno ili je troska jako prilijepljena: nedovoljna snaga, prebrzo rezanje ili je položaj fokusa pogrešan.

6. Formalno rezanje:nakon završetka optimizacije parametara, formalno rezanje.

Razmatranja i ograničenja

• Viši trošak:Troši se velika količina dušika visoke čistoće, brzina rezanja je spora, a jedinični trošak je mnogo veći od rezanja kisikom.
• Ograničenje debljine:Učinak sjajne površine pogoršava se s povećanjem debljine. Obično najbolje funkcionira na srednje tankim i tankim pločama (1-12 mm) od ugljičnog čelika. Kada debljina ploče prelazi kapacitet opreme, teško je postići savršeno sjajnu površinu.
• Zahtjevi za opremu:snaga lasera, kvaliteta snopa, stabilnost stroja i sustav dovoda plina imaju veće zahtjeve.
• Glavna primjena:koristi se za izgled, zavarivanje, zahtjeve kvalitete prskanja obratka, kao što su ploče dizala, precizni mehanički dijelovi, dijelovi izgleda itd., kako bi se izbjegao naknadni proces brušenja.

Jednostavno rečeno, da biste izrezali svijetlu površinu, sjetite se tri elementa: visoki tlak i visokočisti dušik, velika snaga i dobar snop, te parametri finog podešavanja niske brzine.Preporučuje se da od proizvođača opreme dobijete osnovnu tablicu parametara za određeni model i debljinu te da je koristite kao osnovu za fino podešavanje na licu mjesta.