A lézervágás fókusza és a sorja közötti kapcsolat

A lézervágás fókuszpontja közvetlen és determinisztikus kapcsolatban áll a sorjaképződéssel.Röviden, a fókuszpont közvetlenül befolyásolja a nyaláb energiaeloszlását az anyagon belül, ezáltal meghatározza a vágás minőségét, az olvadt anyag kidobásának hatékonyságát, és azt, hogy végül kialakulnak-e sorják.A kapcsolatokat az alábbiakban részletezzük.

Alapelv: Hogyan befolyásolja a fókuszpozíció a vágási folyamatot

A lézervágás elve az, hogy a munkadarabot nagy energiasűrűségű lézersugárral besugározzák, aminek következtében az gyorsan megolvad vagy elpárolog, miközben a...辅助gáz (például oxigén vagy nitrogén) elfújja az olvadt anyagot a vágás létrehozásához.

Fókusz: Az a pont, ahol a lézersugár energiája a legkoncentráltabb, és a foltmérete a legkisebb.

Fókuszpozíció: a fókuszpont munkadarab felületéhez viszonyított helyzetére utal. Három esetre oszlik:

1. Pozitív defókuszálás: A fókuszpont a munkadarab felülete felett található.

2. Negatív defókuszálás: A fókuszpont a munkadarab felülete alatt található.

3. Nulla defókuszálás: A fókuszpont pontosan a munkadarab felületén van.

A fókuszpozíció és a sorja közötti specifikus kapcsolat

A sorja jellege az, hogy a maradék olvadék, amelyet nem fújtak el teljesen, a vágás alján újra megszilárdul. A fókuszpozíció főként a vágás alakjának és a légáramlás erejének befolyásolásával befolyásolja a sorját.

1. homályos (a munkadarabra fókuszál)

• Energiaeloszlás: Miután a nyaláb belép az anyagba, divergenssé válik, és az energiasűrűség fokozatosan csökken fentről lefelé. Az energia a felső felületen a legerősebb, az alsón pedig a leggyengébb.
• Bemetszés alakja: könnyen kialakítható V alakú bemetszés széles felső és keskeny alsó résszel.

Hatás a sorjára:

• Az alján lévő elégtelen energia miatt az anyag alja nem olvadhat meg teljesen, és nem gázosítható el.
• A segédgáz áramlási sebessége felgyorsul a keskeny alján, de a fúvóerő nem biztos, hogy elegendő a viszkózus olvadék teljes eltávolításához és elfújásához.

Eredmények: Könnyen előfordulhat nagyszámú makacs sorja az alsó felületen. Ez a sorjaképződés egyik leggyakoribb oka.

2. Negatív defókuszálás (fókusz a munkadarab alatt)

• Energiaeloszlás; a nyaláb az anyag belsejében konvergál, és az energiasűrűség az anyag középső vagy alsó részén éri el a legnagyobb értéket.
• Bemetszés alakja: könnyen kialakítható derékdob alakú bemetszés keskeny felső és alsó, valamint széles középső résszel.

Hatás a sorjára:

• Az előnye, hogy az alsó energia nem elegendő, és az anyag alaposabban megolvasztható.
• A bemetszés közepe azonban a legszélesebb, ami miatt a légáramlás itt terjedhet szét, és az alj elérésekor gyengítheti a fújóerőt.
• Ha a paraméterek nincsenek megfelelően egyezve, az olvadék továbbra is letapadhat az aljára a tisztátalan sor miatt.

Eredmények: A pozitív defókuszáláshoz képest a sorja állapota javul, de kis mennyiségű puha sorja továbbra is keletkezhet. Vastag lemezek vágásakor néha negatív defókuszt alkalmaznak annak biztosítására, hogy az alja is át legyen vágva.

3. Nulla defókuszálás vagy legjobb fókusz (fókusz a munkadarab felületére vagy egy adott mélységre)

• Energiaeloszlás: A munkadarab felületén található a legkoncentráltabb energiaterület, ami a legjobb a vékony lemezek megmunkálásához. Vastag lemezek esetén általában „legjobb fókusz” pozícióra van szükség, azaz a fókusz az anyag belsejébe egy bizonyos 1-es mélységbe hatol (például a lemez vastagságának 1/3-ába), hogy kiegyensúlyozza a felső és alsó energiát.
• Bemetszés formája: a legideálisabb függőleges, párhuzamos bemetszés.

Hatás a sorjára:

• Az energiaeloszlás a bemetszés területén viszonylag egyenletes, és az anyag folyamatosan és stabilan megolvasztható.
• A párhuzamos bevágások zökkenőmentes áthaladást biztosítanak a segédgáz számára, amely elegendő mozgási energiát képes szállítani ahhoz, hogy az olvadék simán távozzon az aljáról.

Eredmény: Ez a legjobb állapot sorjamentes vagy nagyon kevés sorjabemetszés eléréséhez. Az olvadékot „tisztán”, maradványok nélkül fújta el a szél.

Összefoglalás és analógia

Így is értelmezheted:

• Nem fókuszált: mint egy „tompa véső”, a teteje nagyon kemény, de az alja unalmas, csak „ledörzsölődik” az anyagról, érdes felületet hagyva maga után.
• Negatív defókuszálás: Mint az anyag belsejében történő „robbantás”, bár felrobbanhat, a kilépés nem biztos, hogy tiszta, és némi törmeléket hoz ki.
• Legjobb fókusz: Mint egy „éles szike”, szépen vágva felülről lefelé, tiszta és rendezett.

Gyakorlati útmutató: Hogyan állítsuk be a fókuszt hibák alapján

Ha a tényleges működés során sorjákat talál, az alábbi lépéseket kell követni az ellenőrzéshez és beállításhoz:

1. Figyelje meg a sorja alakját:

• Sok kemény, szemcsés sorja van az alján: valószínű, hogy az alját azért nem vágja át, mert nincs fókuszban (túl magas a fókusz), vagy elégtelen a teljesítmény/túl gyors a sebesség. A fókuszt lefelé kell állítani.
• Van egy kis mennyiségű puha, könnyen lehulló szakállszerű sorja az alján: ez negatív defókuszálás (túl alacsony fókusz) vagy elégtelen gáznyomás/szennyezett gáz miatt nem fúj ki az olvadék. Megpróbálhatja finomhangolni a fókuszt felfelé, és ellenőrizni a gázparamétereket.

2. Fókuszkalibrálás és tesztelés:

• Használjon fókuszbeállító eszközt a nullfókusz pozíció pontos meghatározásához.
• A vágási paramétereket szabályozó szoftverben a ± érték beállítását általában a 0 pont alapján végzik. Végezzen el 1 fókuszteszt-sorozatot (pl. +1-től -3-ig 0,5 lépésekben), vágja ki ugyanazt az alakzatot, majd figyelje meg, melyik pozícióban a legsimább a vágás és a legkevesebb a sorja. Ez a pozíció a legjobb fókusz a jelenlegi anyagokhoz, vastagságokhoz és berendezésekhez.

Oa hibákat befolyásoló főbb tényezők (az együttműködés során figyelembe veendők)

A fókusz nem az egyetlen tényező, és más folyamatparaméterekkel együtt kell optimalizálni:

Segédgáz:

Nyomás:A nem megfelelő nyomás nem tudja hatékonyan elfújni a salakot; a túl nagy nyomás turbulenciát okozhat, ami befolyásolja a stabilitást.

Tisztaság:Különösen rozsdamentes acél vágásakor fontos a nagy tisztaságú nitrogén (99,99% vagy több) használata. A maradék oxigén oxidált salakot képez és súlyosbítja a sorjákat.

Vágási sebesség:A sebesség túl nagy, az energiabevitel nem elegendő, és az anyag nincs teljesen átvágva, ami alsó sorjákat okoz; a sebesség túl alacsony, túlzott abláció, durva vágások és sorják is keletkezhetnek.

Lézerteljesítmény:teljesítmény és sebesség illeszkedjen. A teljesítmény túl alacsony az átvágáshoz.

Szórófej:A fúvóka nyílása, magassága és koncentrikussága közvetlenül befolyásolja a légáramlás állapotát. A nem koncentrikusság gyakori oka az egyenetlen vágási minőségnek és a sorjáknak.

Maga az anyag:az anyag összetétele, a felület állapota (például, hogy van-e rozsda, olaj) is hatással van.

A fókuszpozíció az elsődleges beállítási paraméter a lézervágási sorja szabályozásához.Az ideális fókuszpozíció függőleges, sima vágást hoz létre, és lehetővé teszi a segédgáz számára az olvadék hatékony elvezetését. Sorjaprobléma esetén először szisztematikusan végezzen fókusztesztet a legjobb fókusz megtalálása érdekében, majd koordinálja a többi paraméter, például a gáz és a sebesség beállítását a tökéletesen sorjamentes vágási hatás elérése érdekében.