Razlozi zagrijavanja mlaznice rezne glave tijekom laserskog rezanja

Groznica mlaznice laserske rezne glave je ozbiljna, čak i gori crveno, obično nije jedan uzrok, već rezultat različitih čimbenika. U nastavku će se detaljno objasniti glavni uzroci, sekundarni uzroci i rješenja.

Glavni razlog

Ovo su najizravniji i najčešći problemi koji uzrokuju pregrijavanje mlaznice.

1. Plazma/reflektirana toplina

• Mehanizam generiranja:Kada se laserska zraka fokusira na površinu metalnog materijala, ona će trenutno rastopiti ili čak ispariti metal. Pomoćni plin, poput kisika ili dušika, upuhuje se prema ovom području visoke temperature. Ako je gustoća energije previsoka ili su parametri plina neodgovarajući, ispareni metal i sam plin bit će ionizirani i formirat će oblak plazme visoke temperature (električki neutralna plinska skupina s izuzetno visokom temperaturom).
• Proces prijenosa topline:Ova plazma ne samo da će apsorbirati i raspršiti lasersku energiju, smanjujući učinkovitost rezanja, već će se i vratiti prema gore u unutrašnjost mlaznice. Ogromna količina topline koju prenosi plazma izravno će se prenijeti na unutarnju bakrenu stijenku mlaznice, uzrokujući nagli porast njezine temperature, čak i izgorjeti crveno i rastopiti se.

2. Kvar sustava hlađenja

Moderne visokoučinkovite laserske rezne glave dizajnirane su s vodom hlađenim kanalima unutar, koji se posebno koriste za odvođenje topline koju apsorbiraju mlaznice, zaštitna sjedišta zrcala i druge komponente.

Često postavljana pitanja:

• Nedovoljan protok rashladne vode:kvar pumpe za hlađenje vode, savijanje cijevi za vodu, začepljenje filtera itd.
• Temperatura rashladne vode je previsoka:Učinak hlađenja hladnjaka nije dobar ili je odabir premalen.
• Začepljenje ili curenje kruga rashladne vode:unutarnji kamenac ili nečistoće blokiraju prolaz protoka.
• Sustav hlađenja nije uključen:Zaboravite uključiti hladnjak prije pokretanja lasera.

Sekundarni i drugi uzroci

Ovi uzroci, iako manje izravni od gore navedena dva, mogu pojedinačno pogoršati vrućicu ili uzrokovati probleme.

3. Kontaminacijaoštećen ili oštećennses

• Ako je fokusno ogledalo ili zaštitno ogledalo kontaminirano (ulje, prašina) ili oštećeno, njegova propusnost svjetlosti i sposobnost fokusiranja će se smanjiti.
• Dio laserske energije apsorbira sama leća i pretvara se u toplinu. Ta se toplina prenosi na bazu zrcala, koja pak zagrijava okolni zrak i bazu mlaznice.
• U težim slučajevima, previsoka temperatura leće može uzrokovati pucanje.

4. Nepravilno podešavanje procesnih parametara

• Vrsta plina i tlak:
• Prilikom korištenja kisika za rezanje ugljičnog čelika, to je egzotermna reakcija koja sama po sebi stvara puno topline. Ako tlak plina nije odgovarajući, lakše je formirati jaku plazmu.
• Prilikom rezanja nehrđajućeg čelika dušikom, ako je tlak zraka prenizak da bi se talina na vrijeme otpuhala, troska će prskati prema gore, prilijepiti se za unutarnju stijenku mlaznice i nastaviti je zagrijavati; ako je tlak zraka previsok, može uzrokovati poremećaj protoka zraka, što pogoduje stvaranju plazme.
• Brzina rezanja:Brzina je premala, laser predugo ostaje na istom položaju i toplina se previše akumulira, što lako može stvoriti plazmu i izgorjeti mlaznicu. Ako je brzina prevelika, možda neće proći, što će rezultirati pojačanim reflektiranim svjetlom.
• Snaga lasera:Kada je snaga previsoka i drugi parametri (poput brzine i tlaka zraka) se ne podudaraju, energija je prekomjerna i lako se stvara plazma.
• Položaj fokusa:Nepravilan položaj fokusa utjecat će na gustoću energije i oblik reza, što će utjecati na ispuštanje taline i stvaranje plazme.

5. Problem same mlaznice

• Neusklađenost modela:Otvor mlaznice ne odgovara debljini rezane ploče i tlaku plina. Na primjer, fino rezanje mlaznicom velikog otvora može uzrokovati odstupanje protoka zraka i slab zaštitni učinak.
• Loša kvaliteta/oštećenje:Središnji otvor mlaznice nije okrugao, ima neravnine, a unutarnja stijenka nije glatka, što uzrokuje nestabilan protok zraka i lako stvara vrtložne struje, što ne pogoduje odvođenju topline i ispuhivanju troske. Lagana deformacija mlaznice nakon sudara s limom također može uzrokovati ovaj problem.
• Nepravilna instalacija:Mlaznica nije zategnuta ili je brtveni prsten oštećen, što uzrokuje curenje plina i uništava stabilnu zaštitu plinske zavjese.

6. Vanjsko okruženje i sudar

• Površinska refleksivnost ploče je previsoka:Prilikom rezanja visoko reflektirajućih materijala poput aluminija i bakra, velika količina laserske energije reflektira se natrag u unutrašnjost rezne glave i apsorbira se od strane mlaznice i sjedišta zrcala.
• Sudar:Rezna glava sudara se s pločom ili učvršćenjem, uzrokujući deformaciju mlaznice i pomicanje unutarnjih dijelova, uništavajući izvornu koaksijalnost i brtvljenje svjetla, plina i vodenog puta.

Sažetak i kontrolni popis rješenja

Kada se pojavi problem s zagrijavanjem mlaznice, preporučuje se provjera sljedećim redoslijedom:

1. Odmah zaustavite stroj radi pregleda:kako bi se spriječila daljnja oštećenja opreme.

2. Provjerite sustav hlađenja (najvažniji prioritet):

• Provjerite je li hladnjak uključen i radi li normalno.
• Provjerite zadovoljavaju li protok i tlak rashladne vode zahtjeve opreme.
• Dodirnite ulaznu i izlaznu cijev i osjetite temperaturnu razliku. Ako je temperaturna razlika mala, to znači da je učinkovitost izmjene topline niska ili da je protok nedovoljan.
• Provjerite kvalitetu vode kako biste bili sigurni da nema nečistoća.

3. Provjerite i zamijenite optičke komponente:

• Uklonite zaštitnu leću i pregledajte je ima li onečišćenja, opeklina ili pukotina. Leće uvijek održavajte čistima.
• Provjerite je li zrcalo za fokusiranje u dobrom stanju.

4. Provjerite i zamijenite mlaznicu:

• Provjerite je li otvor mlaznice koji se trenutno koristi prikladan za tekući zadatak rezanja.
• Provjerite je li unutarnji otvor mlaznice gladak i okrugao te ima li oštećenja od taljenja ili začepljenja. Zamijenite potpuno novom, visokokvalitetnom mlaznicom za testiranje.

5. Optimizacija parametara procesa rezanja:

• Za ponovnu kalibraciju snage lasera, brzine rezanja, vrste i tlaka plina, položaja fokusa itd., ovisno o vrsti i debljini materijala, obratite se dobavljaču opreme ili iskusnom procesnom inženjeru. To je ključno za rješavanje problema pregrijavanja plazme.

6. Provjerite koaksijalnost i instalaciju:

• Pomoću uređaja za ispitivanje poravnanja provjerite je li koaksijalnost lasera, mlaznice i plina točna.
• Provjerite je li mlaznica ispravno postavljena i zategnuta te je li brtveni prsten netaknut.

7. Promatrajte proces rezanja:

• Iz sigurnosnih razloga, promatrajte iskre tijekom rezanja. Normalna iskra treba biti usmjerena prema dolje i unatrag. Ako iskra prska prema gore, divergira ili je previše gruba i svijetla, to obično znači da parametri nisu odgovarajući i da se stvara velika količina plazme.

Sustavnim istraživanjem, velika većina problema s zagrijavanjem mlaznica može se učinkovito riješiti. Ako se gore navedeni koraci ne mogu riješiti, moguće je da postoji ozbiljniji mehanički ili optički problem unutar glave za rezanje te je potrebno kontaktirati proizvođača opreme radi profesionalnog održavanja.