Kako riješiti problem lijepljenja troske prilikom laserskog rezanja aluminijske ploče

Lasersko rezanje aluminijske troske (također poznate kao viseća troska, troska) čest je problem, uglavnom zbog visoke toplinske vodljivosti aluminija, niske točke taljenja, lake oksidacije i viskoznosti rastaljenog stanja te drugih karakteristika. Kako bi se problem sustavno riješio, potrebno je optimizirati plin, parametre, materijale, opremu i proces. 5. Slijedeći se niz rješenja nudi:

Ključna stvar: odabir i optimizacija pomoćnog plina (ovo je najvažniji dio)

1. Poželjan je dušik visoke čistoće

• Princip: Dušik kao inertni plin može učinkovito spriječiti oksidaciju aluminijeve taline i smanjiti stvaranje ljepljivog ostatka aluminijevog oksida (Al₂O₃). Istovremeno, dušik pod visokim tlakom može ispuhati rastaljenu aluminijsku tekućinu prema dolje iz proreza, umjesto da se nakuplja s jedne strane na drugu.
• Zahtjev za čistoću: ≥ 99,99% (preporučuje se 99,995% ili više). Nedostatak čistoće jedan je od glavnih uzroka lijepljenja troske.
• Zahtjevi za tlak: ovisno o podešavanju debljine ploče, obično veći (npr. rezanje aluminijske ploče od 3 mm na 1,5-2,0 MPa). Nedovoljan tlak neće učinkovito otpuhati talinu.

2. Visokokvalitetni komprimirani zrak (ekonomična alternativa)

• Primjenjivi scenariji: niži zahtjevi za kvalitetom površine nisu visoki ili tanka aluminijska ploča (npr. ≤ 3 mm) gruba obrada.
• Potrebni uvjeti:
• Mora biti opremljen visokoučinkovitim rashladnim sušilicama i preciznim filterima kako bi se osiguralo da je zrak bez vode i ulja. Vlaga i ulje pogoršat će oksidaciju aluminija i lijepljenje troske.
• Tlak bi trebao biti dovoljno stabilan.

3. Kisik (posebna namjena)

• Princip: Koristite oksidacijsku reakciju za osiguravanje dodatne topline i povećanje brzine rezanja. Međutim, neizbježno će se proizvesti velika količina grube i tvrde aluminijeve troske, što se obično ne preporučuje za rezanje koje ne zahtijeva lijepljenje troske, već samo za slučajeve koji zahtijevaju vrlo niske zahtjeve za površinu ili naknadnu obradu.

optimizacija parametara rezanja

Parametri se moraju uskladiti s plinom za otklanjanje pogrešaka u sustavu.

1. Ravnoteža snage i brzine:

• Snaga je prevelika/brzina je premala: višak energije uzrokuje prekomjerno taljenje aluminija, talina postaje veća, plin je teško upuhati i formira se donja sferična troska.
• Snaga je preniska/prebrza: nedovoljna energija, materijal nije prorezan ili se dno prebrzo hladi, talina će se stvrdnuti na rubu prije nego što se može otpuhati.
• Metoda otklanjanja pogrešaka: na temelju preporučenih parametara provodi se test ljestvice brzine kako bi se pronašla „idealna točka“ koja probija i zadržava najmanje troske.

2. Frekvencija i radni ciklus:

• Smanjenje frekvencije i podešavanje radnog ciklusa ponekad pomaže u kontroli unosa topline i smanjenju pregrijavanja dna. Za tanke ploče mogu se koristiti više frekvencije.

3. Položaj fokusa:

• Pokušajte malo smanjiti fokus (negativni defokus) tako da se energija više koncentrira u donjoj polovici ploče, što pogoduje ispuhivanju taline s dna. Ovo je učinkovito sredstvo za poboljšanje donje troske. Potrebno ga je fino podesiti prema stvarnoj situaciji.

Status opreme i potrošnog materijala

1. Pregled i odabir mlaznica:

• Status: Provjerite je li mlaznica bez istrošenosti, deformacija i neispravna od središta do središta. Istrošena mlaznica uzrokovat će turbulentni protok zraka i slabo upuhivanje troske.
• Promjer: obično koristite mlaznicu većeg promjera (npr. φ2,0 mm ili više) s visokotlačnim dušikom, što može stvoriti jaču i širu pokrivenost barijere protoka zraka.

2. Kvaliteta snopa:

• Provjerite je li leća laserske glave (ogledalo za fokusiranje, zaštitno ogledalo) čista i bez onečišćenja te je li raspodjela energije snopa jednolika i koncentrirana.

Priprema materijala i procesa

1. Površina i materijal aluminijske ploče:

• Čišćenje: Prije rezanja uklonite ulje, prašinu i oksidni sloj s površine aluminijske ploče. Može se koristiti posebno sredstvo za čišćenje aluminijske legure.
• Vrsta legure: performanse različitih aluminijskih legura su različite. Obično serija 5 (kao što je 5052) bolje reže nego serija 6 (kao što je 6061), troska je manje ljepljiva. Silicij, magnezij i drugi elementi visoke legure imaju veću viskoznost.
• Oksidni sloj: ako na površini ploče postoji debeli oksidni sloj, može se lagano polirati ili kiseliti.

2. Radna udaljenost:

• Osigurajte da je udaljenost od mlaznice do ploče konstantna i odgovarajuća (obično 0,5-1,5 mm). Prevelika udaljenost će oslabiti tlak plina.

3. Perforacija i olovo:

• Optimizirajte parametre perforacije kako biste spriječili nakupljanje prskanja na površini tijekom perforacije.
• Koristite vanjske vodove ili vodove za elektrolučno rezanje kako biste izbjegli nakupljanje troske na početku konture obratka.

Liječenje nakon rezanja (sankcione mjere)

Ako još uvijek ima malo naslaga troske, mogu se poduzeti sljedeće mjere:

1. Fizičko uklanjanje:Za ručno uklanjanje upotrijebite strugalicu, četku od nehrđajućeg čelika ili abrazivnu spužvu. Za debelu, tvrdu trosku od ploča može biti potrebna mala kutna brusilica sa posebnim najlonskim kotačem.

2. kemijsko čišćenje:Korištenje posebne tekućine za čišćenje aluminija ili razrijeđene alkalne otopine za uranjanje u maramice može otopiti dio ljepljive troske. Izbjegavajte upotrebu jakih kiselina i lužina, a nakon tretmana temeljito isperite vodom i osušite.

3. Pjeskarenje:Za dijelove izrađene u serijama ili one koji zahtijevaju ujednačenu mat površinu, za pjeskarenje se može koristiti fini pijesak (poput staklenih kuglica).

Kroz gore navedeno sustavno istraživanje i optimizaciju, problem lijepljenja troske kod laserskog rezanja aluminijske ploče može se učinkovito kontrolirati kako bi se postiglo visokokvalitetno rezanje. Ključno je razumjeti da je "učinkovito pročišćavanje plina visoke čistoće" srž, a svi ostali parametri su koordinirani oko ove jedne jezgre.