Kada odabrati negativni fokus za lasersko rezanje

„Negativni fokus“ (također poznat kao „niži fokus“ ili „fokus unutar ploče“) stroja za lasersko rezanje je jedan važan postupak za podešavanje položaja laserskog fokusa. Jednostavno rečeno, negativni fokus odnosi se na postavljanje fokusa lasera ispod površine materijala koji se reže. Korištenje negativnog fokusa uglavnom se temelji na sljedećim principima i svrhama: Kada je fokus unutar materijala, veličina točke snopa na površini materijala postat će veća, a gustoća energije će se relativno smanjiti. Međutim, to je prednost u određenim situacijama jer stvara širi suženi svjetlosni put, što je korisno:

1. Ispuštanje troske:Širi rez omogućuje pomoćnim plinovima (poput kisika i dušika) da učinkovitije ispušu rastaljeni metal kako bi se spriječilo zadržavanje troske.

2. Poboljšajte kvalitetu sekcije:Za deblje materijale, može postići vertikalniji i glatkiji presjek rezanja.

3. Zaštitite objektiv:Smanjenje fokusa može spriječiti da se prskanje nastalo rezanjem izravno odbije do leće za fokusiranje.

Kada biste trebali koristiti negativni fokus (glavni scenarij primjene)

1. Rezanje debljih metalnih materijala (posebno ugljičnog čelika)

• Ovo je najvažniji scenarij primjene negativnog fokusa.
• Razlog: Prilikom rezanja debelih ploča potrebno je dulje vrijeme djelovanja energije za topljenje cijele debljine. Korištenje negativnog koksa (obično 1/3 do 1/2 debljine ploče) može proširiti širinu gornjeg dijela reza, tako da kisik (prilikom rezanja ugljičnog čelika) može glatko ući u dno reza, održavati dovoljnu oksidacijsku egzotermnu reakciju i glatko otpuhavati trosku. Ako koristite pozitivni fokus ili nulti fokus (fokus na površini ili iznad), gornji dio reza je preuzak, što će lako dovesti do neprozirnog rezanja na dnu, ozbiljnog zadržavanja troske i hrapavog presjeka.
• Iskustvo: Prilikom rezanja ploča od ugljičnog čelika debljine veće od 6 mm, obično je potrebno započeti s negativnim koksom.
• Kako se debljina povećava, količina negativnog fokusa (dubina fokusa u materijalu) mora se sukladno tome povećavati. Na primjer, pri rezanju ugljičnog čelika debljine 20 mm, žarišna točka može biti postavljena 3-5 mm ispod površine.

2. Potraga za visokokvalitetnim reznim dijelom

• Kada postoje visoki zahtjevi za vertikalnost, glatkoću i rezne dijelove bez troske, čak i za materijale srednje debljine, može se koristiti blagi negativni fokus za optimizaciju protoka zraka i raspodjele energije.

3. Prilikom izvođenja operacije perforacije

• Kako bi se spriječilo oštećenje leće uzrokovano prskanjem visokotemperaturne troske nastale tijekom perforacije, fokus se obično postavlja na negativni fokus za perforaciju (niska energija i duboki položaj), a zatim se fokus podešava na položaj potreban za rezanje nakon što je perforacija završena.

Kada ne biste trebali koristiti negativni fokus

1. Rezani lim (obično <3 mm)

• Razlog: rezanje tankih ploča u potrazi za brzinom i preciznošću. Korištenje nultog fokusa ili blagog pozitivnog fokusa omogućuje najmanju točku i najkoncentriraniju energiju, što rezultira užim rezovima, većim brzinama i finijim rezovima.

2. Prilikom izvođenja visokoprecizne precizne obrade

• Razlog: Kako bi se osigurala najmanja veličina točke i najveća dimenzijska točnost, fokus se obično postavlja na površinu materijala (nulti fokus).

3. Prilikom korištenja dušika za rezanje nehrđajućeg čelika radi postizanja sjajne površine

• Razlog: Rezanje nehrđajućeg čelika dušikom oslanja se na lasersku energiju za taljenje materijala, a zatim se koristi dušik pod visokim tlakom za otpuhivanje taline bez reakcije s kisikom. Kako bi se postigao vertikalni, glatki i neoksidirani učinak rezanja "sjajne površine", obično se koristi nulti fokus ili blagi pozitivni fokus kako bi se osigurala koncentracija energije te uski i uredni prorezi.

Kako odrediti optimalnu količinu negativnog fokusa?

Ne postoji fiksna vrijednost, a najbolji položaj fokusa treba odrediti testiranjem procesa, a na njega utječu sljedeći čimbenici:

• Vrsta materijala:Ugljični čelik, nehrđajući čelik i aluminij imaju različite strategije fokusiranja.
• Debljina materijala:Što je veća debljina, obično je veća i količina negativnog fokusa.
• Plin za rezanje:Rezanje kisikom i rezanje dušikom imaju različite strategije fokusiranja.
• Snaga i način rada lasera:Uređaji različite snage i kvalitete snopa (kao što su jednomodni i višemodni) imaju različite optimalne položaje fokusa.

Uobičajena metoda ispitivanja je:

1. Kalibracija fokusa:prvo pronađite položaj "nultog fokusa" površine materijala (obično stroj ima automatski ili ručni program kalibracije).

2. Izrada uzoraka za fokusiranje:pod istom snagom, brzinom i tlakom plina, izrežite niz ravnih linija ili uzoraka na različitim pozicijama fokusa (na primjer, od 3 mm do -3 mm, jedan korak na 0,5 mm ili 1 mm).

3. Učinak evaluacije:Promatrajte kvalitetu presjeka, vertikalnost, stanje troske, širinu proreza i je li dno svakog reza prerezano.

4. Odaberite najbolju točku:sveobuhvatna kvaliteta rezanja, stabilnost i učinkovitost, odaberite najbolji položaj fokusa kao parametre procesa ispod debljine materijala.

Sažetak

Osnovno načelo: Specifični položaj fokusa uvijek je funkcija materijala, debljine, snage stroja i potrebne kvalitete. Optimalni parametri procesa moraju se postići terenskim ispitivanjem i validacijom.Prilikom rada obavezno se pridržavajte priručnika s parametrima procesa koji je dostavio proizvođač opreme i fino ih podesite u kombinaciji sa stvarnim učinkom rezanja.