Gubitak mlaznice laserskog rezanja u nekoliko uobičajenih slučajeva

Kod rezanja vlaknastim laserom, mlaznica je izuzetno kritičan i ranjiv potrošni materijal. Njen gubitak izravno utječe na kvalitetu rezanja, potrošnju plina i troškove proizvodnje. Uobičajeni gubitak mlaznice uglavnom se javlja u sljedećim situacijama:

Fizički utjecaj i habanje (Ovo je najčešći i najizravniji uzrok habanja.)

1. Sudar s pločom:Tijekom procesa dovođenja i rezanja, perforacije (posebno prskanja troske tijekom pjeskarenja i perforacije debele ploče) ili pozicioniranja/pronalaženja ruba alatnog stroja, čeona površina mlaznice izravno udara u ploču, što rezultira deformacijom, ogrebotinom ili zarezom.

2. Sudar s učvršćenjem:Tijekom kretanja rezne glave, zbog pogrešne programske putanje ili pomaka nule alatnog stroja, mlaznica može udariti u prihvatnu ploču.

3. Dugotrajno nošenje:Čak i ako nema snažnog sudara, u dugotrajnom procesu rezanja velikom brzinom, protok plina za rezanje velikom brzinom (posebno kod sitnih metalnih čestica) nastavit će ribati unutarnju stijenku mlaznice, što rezultira postupnim širenjem otvora, njegovim deformiranjem i utjecajem na polje strujanja plina.

Posljedice:Polje strujanja plina za rezanje je poremećeno, što rezultira hrapavom površinom rezanja, visećom troskom, povećanim neravninama na dnu, pa čak i nemogućnošću rezanja.

Prskanje i začepljenje troske

Tijekom procesa rezanja, raspršene čestice rastaljenog metala lijepe se za unutarnju stijenku ili čeonu površinu mlaznice.

1. Prianjanje na unutarnju stijenku:Prilikom rezanja pocinčanog lima, nehrđajućeg čelika ili premazanog lima, nastala viskozna troska lako se prska i lijepi za unutarnju stijenku otvora mlaznice, postupno se nakupljajući kako bi se smanjio otvor i asimetričan protok zraka.

2. Prianjanje na čeonu površinu:Troska se nakuplja na donjoj čeonoj površini mlaznice, što mijenja udaljenost od mlaznice do ploče (visinu mlaznice) i utječe na efekt plinske dinamike.

3. Potpuna blokada:U težim slučajevima, troska može potpuno blokirati mlaznicu, a protok zraka je prekinut, što rezultira trenutnim prekidom rezanja i može pregorjeti mlaznicu.

Posljedice:nestabilno rezanje, loša kvaliteta presjeka, česti prekidi čišćenja smanjuju učinkovitost proizvodnje.

Toplinsko oštećenje i ablacija

1. Ablacija na visokim temperaturama:

• Perforacijska ablacija: Prilikom prodiranja u debele ploče, laser velike snage djeluje na točku dulje vrijeme, stvarajući izuzetno visoku toplinu i obrnuto prskanje rastaljenog metala, što će izravno ablirati donju površinu mlaznice i rub unutarnjeg otvora.
• Plazma ablacija: Kada se parametri rezanja (kao što su tlak zraka, snaga, brzina) ne podudaraju, iznad reza može se formirati oblak plazme metalne pare visoke temperature i gustoće. Oblak plazme će apsorbirati lasersku energiju i širiti se prema gore, izravno ablatirajući unutrašnjost mlaznice i uzrokujući nepovratna oštećenja.

2. Toplinska deformacija:Radom u okruženju visoke temperature dulje vrijeme, materijal mlaznice može pretrpjeti promjene u mikrostrukturi ili deformacije, posebno mlaznice loše kvalitete.

Posljedice:Otvor mlaznice postaje veći ili nepravilnog oblika, sposobnost fokusiranja plina trajno se smanjuje, a sposobnost rezanja drastično se smanjuje.

Nepravilna instalacija i upotreba

1. Instalacija nije vertikalna/labava:Mlaznica nije zategnuta ili nije koncentrična s reznom glavom, što rezultira curenjem plina i ekscentričnim poljem strujanja. Mala labavost također će povećati trošenje pri vibracijama rezanja.

2. Odaberite pogrešnu vrstu ili veličinu mlaznice:

• Neusklađenost otvora blende: Za rezanje tankih ploča koristite mlaznice s velikim otvorom blende (nedovoljan tlak plina, difuzija energije) ili mlaznice s malim otvorom blende za rezanje debelih ploča (nedovoljan protok plina, slabo ispuštanje troske).
• Pogrešna vrsta: Dvoslojna mlaznica se koristi kada se koristi jednoslojna mlaznica, što utječe na stabilnost rezanja i antirefleksnu zaštitu visoko reflektirajućih materijala (kao što su aluminij i bakar).

3. Pogreška u postavljanju parametara rezanja:

• Previsok/prenizak tlak zraka: previsok tlak zraka može uzrokovati poremećaj protoka zraka, prenizak ne može učinkovito ispuštati trosku i hladiti.
• Nepravilno podešavanje visine mlaznice (Z os): preblizu ploči lako se sudara, predaleko je loš učinak zaštite od plina.

kontaminacija i korozija

1. Zagađenje plinom:Korištenje plina za rezanje (kisik, dušik, zrak) nije čisto i sadrži ulje, vlagu ili krute čestice. Ti će se onečišćujući tvari nakupljati u mlaznici ili će mlaznica uzrokovati koroziju.

2. Prašina iz okoliša:Prašina iz okoliša u radionici je velika, a prašina se usisava u glavu za rezanje i pričvršćuje na mlaznicu i leću.

Kako smanjiti trošenje mlaznica i produžiti vijek trajanja?

1. Standardni rad:

• Izvedite pouzdane postupke određivanja rubova i elevacije kako biste osigurali sigurnu udaljenost.
• Koristite razumnu snagu i visinu pjeskarenja (ako postoji) tijekom perforacije.
• Pažljivo ga primite, koristite posebne alate i osigurajte zatezanje i centriranje tijekom instalacije.

2. Optimizacija procesnih parametara:

• Prema materijalu i debljini, znanstveno odaberite vrstu mlaznice i otvor blende (opće načelo: male rupe za tanke ploče, velike rupe za debele ploče; jedan sloj za rezanje kisikom, dvostruki sloj za rezanje dušikom).
• Optimizirajte kombinaciju tlaka zraka, snage, brzine, visine mlaznice i drugih parametara kako biste izbjegli prekomjernu trosku i plazmu.

3. Pojačajte održavanje:

• Redovita inspekcija: provjerite čeonu površinu mlaznice i otvor svake smjene ili prilikom promjene materijala te koristite šipku za centriranje (instrument za centriranje) kako biste osigurali koncentričnost.
• Redovito čišćenje: koristite posebne alate za čišćenje držača mlaznica i mekane materijale (poput drvenih čačkalica, netkanih materijala) za čišćenje unutarnjeg otvora i čeone površine, strogo je zabranjeno korištenje metalnih alata za jako struganje.
• Pravovremena zamjena: čim se utvrdi da mlaznica ima vidljiva oštećenja (urez, ovalni oblik, hrapava unutarnja stijenka) ili da je kvaliteta rezanja i dalje nestabilna, treba je odmah zamijeniti.

4.Sigurnost radnog okruženja:

• Koristite plin za suho rezanje visoke čistoće.
• Područje rezanja i lim održavajte relativno čistim.
• Osigurajte stabilnost vodilice alatnog stroja i smanjite podrhtavanje rezne glave.

Sažetak:Gubitak mlaznice rezultat je kombinacije čimbenika. Standardiziranim radom, optimizacijom procesa, finim održavanjem i odabirom visokokvalitetnih potrošnih materijala mogu se smanjiti abnormalni gubici, a troškovi proizvodnje mogu se učinkovito kontrolirati uz osiguranje kvalitete rezanja.