Masalah yang mungkin terjadi saat memotong pelat dengan laser

Dalam pemotongan laser, terdapat masalah seperti kerak di bagian bawah benda kerja, lipatan di ujung bawah permukaan pemotongan, pembakaran berlebihan pada sudut siku-siku/sudut tajam, dan permukaan pemotongan yang kasar. Berikut ini akan diuraikan secara sistematis penyebab dan solusi dari masalah-masalah tersebut.

Gambaran umum pemecahan masalah inti.

Masalah 1: kerak di bagian bawah benda kerja (terak yang menggantung)

Analisis penyebab: setelah laser melelehkan material, material tersebut gagal ditiup menjauh dari dasar sayatan oleh gas bantu tepat waktu dan sepenuhnya, sehingga mengembun dan membentuk kerak yang menggantung. Ini pada dasarnya adalah masalah keseimbangan energi dan gas.

Larutan:

1. Optimalkan parameter gas:

• Tekanan; Untuk baja tahan karat, paduan aluminium, dll., ketika menggunakan nitrogen sebagai gas bantu dengan kemurnian tinggi, tekanannya harus cukup tinggi (misalnya, 1,6 MPa atau lebih) untuk mencapai pemotongan bebas oksidasi dan meniup terak. Ketika menggunakan oksigen untuk baja karbon, tekanannya harus sedang, terlalu tinggi akan mengintensifkan reaksi untuk membentuk terak kasar.
• Kemurnian dan jenis: untuk memastikan kemurnian gas (khususnya nitrogen membutuhkan lebih dari 99,9%), kemurnian oksigen juga harus lebih dari 99,5%.

2. Kalibrasi fokus sinar:

• Penyimpangan posisi fokus adalah penyebab paling umum. Lakukan kalibrasi fokus dan coba sesuaikan posisi fokus ke atas dan ke bawah. Secara umum, menurunkan fokus sedikit (jauh di dalam material) membantu meningkatkan kualitas pemotongan bagian bawah.

3. Sesuaikan daya dan kecepatan

• Kecepatan yang terlalu tinggi atau daya yang terlalu rendah akan menyebabkan pemotongan yang terlalu dalam, dan pembentukan terak lunak yang menggantung; kecepatan yang terlalu rendah atau daya yang terlalu tinggi akan menyebabkan peleburan berlebihan, dan pembentukan terak keras dan rapuh yang menggantung. Oleh karena itu, perlu ditemukan kombinasi daya dan kecepatan terbaik yang sesuai dengan ketebalan lembaran.

4. Periksa dan ganti nosel:

• Penggunaan nosel yang rusak, cacat, atau tidak sesuai dapat mengganggu aliran udara. Periksa apakah lubang tengah nosel membulat, dan pilih nosel dengan diameter yang sesuai dengan ketebalan pelat (biasanya diameter besar untuk pelat tebal dan diameter kecil untuk pelat tipis).

Masalah 2: Potong lipatan bawah (garis-garis/overburn)

Analisis penyebab: Ini adalah fenomena pembakaran berlebihan yang khas. Karena masukan panas yang berlebihan, material meleleh secara berlebihan atau bahkan menguap, membentuk garis-garis kasar dan berkerut di bagian bawah area pemotongan.

Larutan:

• Penyesuaian utama: Tingkatkan kecepatan pemotongan. Kecepatan yang terlalu lambat adalah alasan utama, meningkatkan kecepatan dapat mengurangi waktu kerja laser pada area unit, untuk menghindari penumpukan panas.
• Kurangi daya laser. Jika kecepatan tidak dapat lagi ditingkatkan, atau pengangkatan menyebabkan pemotongan, daya harus dikurangi secara tepat untuk mengurangi total panas yang masuk.
• Sesuaikan posisi fokus. Cobalah untuk sedikit menurunkan posisi fokus agar energi lebih terkonsentrasi dan mengurangi zona yang terkena panas.
• Periksa dan kurangi tekanan gas bantu. Terutama saat menggunakan oksigen dalam pemotongan baja karbon, tekanan oksigen yang terlalu tinggi akan memperburuk reaksi oksidasi seperti "peningkat pembakaran" dan menghasilkan panas berlebih. Menurunkan tekanan udara dengan benar mungkin memiliki efek yang tidak terduga.

Masalah 3: Sudut Siku/Bakar Tajam

Analisis penyebab: Kecepatan kepala pemotong laser stabil saat bergerak lurus, tetapi saat memotong pada sudut siku-siku atau sudut tajam, ia perlu melambat, berbelok, dan berakselerasi kembali. Penurunan kecepatan di sudut menyebabkan waktu kontak laser menjadi lebih lama, dan panas menumpuk dengan tajam, sehingga mengikis sudut yang tajam.

Larutan:

1. Gunakan transisi sudut membulat (metode paling efektif):

• Pada tahap desain gambar, sudut tajam diubah menjadi sudut membulat kecil (sudut R). Bahkan fillet kecil dengan radius 0,5 mm dapat membuat transisi kepala pemotong menjadi mulus, menghindari perubahan kecepatan yang drastis, dan secara efektif mencegah pembakaran berlebihan.

2. Gunakan fungsi pemrosesan sudut (fungsi sudut terang):

• Sistem pemotongan laser modern dilengkapi dengan fungsi "kontrol daya sudut" atau "sudut terang". Fungsi ini dapat:
• Saat sudut terdeteksi, daya laser akan otomatis dikurangi.
• Atau gunakan pemotongan tersegmentasi, matikan laser sebentar di sudut, dan potong dalam dua segmen.
• Silakan lihat manual sistem operasi perangkat Anda untuk mengaktifkan dan memperbaiki fitur ini.

3. Kurangi kecepatan pemotongan di sudut:

• Dalam tabel parameter proses, kecepatan pemotongan sudut diatur secara terpisah agar lebih rendah daripada kecepatan linier, tetapi ini perlu digunakan bersamaan dengan pengurangan daya.

Masalah 4: permukaan pemotongan kasar (serat vertikal)

Analisis penyebab: permukaan pemotongan tampak jelas, bukan berupa garis-garis vertikal yang halus, biasanya disebabkan oleh ketidakstabilan energi atau ketidaksesuaian parameter, yang mengakibatkan kondisi peleburan material yang tidak merata.

Larutan:

• Pastikan posisi fokus akurat dan stabil: Ini adalah faktor paling penting untuk mendapatkan permukaan pemotongan yang halus. Sedikit perubahan fokus akan menyebabkan perbedaan besar pada garis penampang. Bersihkan dan kalibrasi lensa fokus untuk memastikan fokusnya stabil.
• Gunakan gas bantu dengan kemurnian tinggi: Kotoran dalam gas dapat mengganggu aliran dan proses pendinginan logam cair, sehingga menghasilkan bagian yang kasar.
• Optimalkan kecepatan pemotongan: Kecepatan yang tidak stabil atau pengaturan yang tidak tepat akan menyebabkan logam cair membentuk garis-garis yang tidak rata selama proses pendinginan. Temukan kecepatan yang stabil yang menghasilkan serpihan yang kontinu dan halus.

Periksa stabilitas peralatan:

• Apakah rel pemanduannya halus? Getaran peralatan akan langsung tercermin pada permukaan pemotongan.
• Apakah nosel sejajar dengan berkas cahaya? Aliran udara pada sumbu yang berbeda dapat menyebabkan asimetri dan kekasaran penampang.
• Apakah lensa optik bersih atau rusak? Lensa yang terkontaminasi dapat menyebarkan energi laser, sehingga menghasilkan potongan yang lemah dan bagian yang kasar.

Daftar Periksa Dasar Umum

Sebelum melakukan penyesuaian parameter yang lebih detail, pastikan untuk melakukan pemeriksaan dasar berikut:

1. Lensa optik:Periksa apakah lensa fokus dan lensa pelindung bersih, tidak ada kotoran, tidak ada noda air, dan tidak ada kerusakan.

2. Penyelarasan nosel:Pastikan sinar laser melewati tepat di tengah nosel.

3. Gas dan sirkuit gas:Konfirmasikan bahwa tidak ada kebocoran pada sirkuit gas, dan jenis serta kemurnian gas sudah benar.

4. Bahan:untuk memastikan bahwa permukaan pelat bersih, tidak ada lapisan oksida, minyak, dan material yang seragam.

Ringkasan dan Rekomendasi

Pemotongan laser adalah proses presisi dengan sinergi multi-parameter. Kunci untuk memecahkan masalah ini adalah dengan "mengubah hanya satu variabel pada satu waktu" dan menyimpan catatan untuk menentukan akar penyebab masalah.