Bagaimana cara mendapatkan tepi yang cerah dan halus saat memotong pelat baja dengan laser?

Untuk mendapatkan permukaan potongan yang bebas oksida dan sangat reflektif (dikenal sebagai "pemotongan permukaan terang") saat memotong pelat baja (biasanya baja karbon) dengan laser, kuncinya adalah mencegah oksidasi sepenuhnya selama proses pemotongan.dan menggunakan parameter pemotongan yang disetel dengan tepat untuk meniup material cair secara menyeluruh. Pemotongan udara biasa akan membentuk permukaan kasar berwarna abu-abu dengan lapisan oksida. Untuk mendapatkan hasil pemotongan permukaan yang cerah, ikuti langkah-langkah dan prinsip-prinsip utama berikut:

Prinsip Inti

Inti dari pemotongan permukaan mengkilap adalah "pemotongan leleh" dan bukan "pemotongan oksidasi."

Pemotongan oksidasi (udara biasa): penggunaan oksigen sebagai gas bantu, reaksi eksotermik intensif antara besi dan oksigen (pembakaran), menghasilkan sejumlah besar terak oksida besi, permukaan hasil pemotongan kasar, berwarna abu-abu kehitaman.

Pemotongan leleh (pemotongan permukaan seperti cermin): Menggunakan nitrogen (N2) atau argon (Ar) dengan kemurnian tinggi sebagai gas bantu. Gas inert diisolasi dari oksigen, laser hanya melelehkan logam, dan gas bertekanan tinggi meniup larutan logam murni untuk mendapatkan permukaan perak yang mengkilap tanpa oksidasi.

Elemen dan langkah kunci untuk mencapai pemotongan permukaan yang cerah.

1. Gas bantu: harus menggunakan nitrogen dengan kemurnian tinggi.

• Persyaratan kemurnian: ≥ 99,99% (biasanya 4 angka sembilan atau lebih tinggi). Kemurnian yang tidak mencukupi dapat menyebabkan oksidasi dalam jumlah kecil, yang memengaruhi hasil akhir permukaan.
• Persyaratan tekanan: sangat tinggi. Tergantung pada ketebalan pelat, tekanan stabil sebesar 15-20 bar (sekitar 1,5-2,0 MPa) atau bahkan lebih tinggi biasanya diperlukan. Perlu menggunakan tangki nitrogen cair atau generator nitrogen dengan aliran besar, kompresor udara biasa tidak dapat memenuhinya.
• Fungsi: meniup logam cair, mendinginkan sambungan pemotongan, mengisolasi oksigen.

2. Daya dan mode laser: membutuhkan daya tinggi dan pancaran sinar berkualitas tinggi.

• Persyaratan daya: Untuk menghasilkan pemotongan permukaan yang mengkilap biasanya diperlukan daya laser yang lebih tinggi. Misalnya, memotong permukaan baja karbon setebal 6 mm dengan laser 4000W akan lebih mudah dan efektif daripada memotong pelat biasa dengan ketebalan yang sama. Daya yang tidak mencukupi akan menyebabkan kecepatan pemotongan terlalu lambat dan penumpukan panas, yang akan memengaruhi kualitas.
• Kualitas pancaran: laser mode tunggal atau laser quasi-mode tunggal memiliki keunggulan inheren dibandingkan laser multi-mode dalam pemotongan permukaan yang terang, sehingga dapat menghasilkan penampang yang lebih halus dan lebih terang.

3. Parameter pemotongan: penyesuaian halus

Parameter-parameter berikut perlu dioptimalkan secara cermat sesuai dengan peralatan dan kondisi gas:

• Kecepatan pemotongan: Dibandingkan dengan pemotongan oksigen, kecepatannya akan berkurang secara signifikan. Jika kecepatannya terlalu cepat, lelehan tidak akan tertiup bersih, dan bagian belakang akan terdapat kerak; jika kecepatannya terlalu lambat, masukan panas terlalu banyak, dan pelat dapat menjadi terlalu panas dan berubah warna.

Pemilihan dan ketinggian nosel:

• Diameter nosel: biasanya dipilih diameter nosel yang lebih besar (seperti φ3mm atau φ4mm) untuk menyesuaikan dengan tekanan tinggi dan aliran nitrogen yang besar guna memastikan aliran udara stabil dan menutupi seluruh celah.
• Ketinggian nosel: Perlu dikontrol secara tepat, umumnya sedikit lebih tinggi daripada saat memotong dengan oksigen untuk membentuk perlindungan tirai udara yang baik.
• Posisi fokus: Fokus biasanya diatur pada permukaan pelat atau sedikit di bawahnya, dan posisi terbaik perlu ditentukan secara eksperimental untuk mendapatkan celah yang paling sempit dan paling terang.
• Modulasi daya/frekuensi puncak: Untuk beberapa pelat yang lebih tebal, penggunaan mode pemotongan pulsa yang tepat membantu mengontrol masukan panas untuk mendapatkan efek permukaan yang lebih cerah.

4. Persyaratan Dewan

• Pembersihan permukaan: minyak, karat, dan lapisan pada permukaan pelat akan memengaruhi efek pemotongan dan harus dibersihkan terlebih dahulu.
• Bahan yang seragam: Bahan yang tidak seragam menghasilkan efek kilauan yang tidak konsisten.

Ringkasan proses operasi

1. Persiapan:Pastikan menggunakan nitrogen dengan kemurnian tinggi dan sistem pasokan gas bertekanan tinggi. Bersihkan permukaan lembaran.

2. Pilih nosel:pasang nozzle berdiameter besar yang sesuai untuk pemotongan bertekanan tinggi nitrogen (seperti φ3mm).

3. Mengatur parameter:Pilih mode “Pemotongan Nitrogen” atau “Pemotongan Permukaan Mengkilap” pada perangkat lunak kontrol pemotongan. Masukkan material lembaran (baja karbon) dan ketebalannya.

4. Poin-poin penting penyesuaian referensi:

• Gas bantu diatur ke N2.
• Tekanan gas disesuaikan ke kisaran tekanan tinggi (misalnya, untuk baja karbon 6mm, coba mulai dari 18 bar terlebih dahulu).
• Kurangi kecepatan pemotongan secara signifikan (mungkin pemotongan oksigen dengan kecepatan ketebalan 1/3 hingga 1/2).
• Sesuaikan fokus dan ketinggian nosel dengan tepat.

5. Pemotongan percobaan dan optimasi:Pertama, gunakan grafik kecil atau sisa potongan untuk percobaan pemotongan. Bagian pengamatan:

• Jika bagian atas tampak cerah, sedangkan bagian bawah terdapat bercak hitam atau kerak yang menggantung: hal ini mungkin disebabkan oleh kecepatan aliran udara yang terlalu tinggi atau tekanan udara yang tidak mencukupi.
• Jika seluruh bagian berwarna kuning atau teroksidasi: kemurnian nitrogen tidak cukup atau tekanannya terlalu rendah, dan oksigen tercampur.
• Jika hasil pemotongan tidak transparan atau kerak sangat menempel: daya tidak cukup, kecepatan terlalu tinggi, atau posisi fokus salah.

6. Pemotongan formal:Setelah optimasi parameter selesai, pemotongan formal pun dilakukan.

Pertimbangan dan Keterbatasan

• Biaya lebih tinggi:Sejumlah besar nitrogen dengan kemurnian tinggi dikonsumsi, dan kecepatan pemotongannya lambat, serta biaya per unitnya jauh lebih tinggi daripada pemotongan menggunakan oksigen.
• Batas ketebalan:Efek permukaan mengkilap akan memburuk seiring bertambahnya ketebalan. Biasanya, alat ini bekerja paling baik pada pelat baja karbon sedang dan tipis (1-12 mm). Ketika ketebalan papan melebihi kapasitas peralatan, sulit untuk mendapatkan permukaan mengkilap yang sempurna.
• Persyaratan peralatan:Daya laser, kualitas pancaran, stabilitas mesin, dan sistem pasokan gas memiliki persyaratan yang lebih tinggi.
• Aplikasi utama:Digunakan untuk memenuhi persyaratan kualitas tampilan, pengelasan, dan penyemprotan benda kerja, seperti panel lift, suku cadang mekanik presisi, suku cadang tampilan, dll., untuk menghindari proses penggerindaan lanjutan.

Sederhananya, untuk memotong permukaan yang mengkilap, ingat tiga elemen ini: nitrogen bertekanan tinggi dan kemurnian tinggi, daya tinggi dan pancaran sinar yang baik, serta parameter penyetelan halus kecepatan rendah.Disarankan agar Anda memperoleh tabel parameter dasar untuk model dan ketebalan tertentu dari produsen peralatan dan menggunakannya sebagai dasar untuk penyesuaian lebih lanjut di lokasi.