Hubungan Antara Fokus Pemotongan Laser dan Gerinda

Posisi fokus dalam pemotongan laser memiliki hubungan langsung dan pasti dengan pembentukan gerinda.Singkatnya, posisi fokus secara langsung memengaruhi distribusi energi berkas sinar di dalam material, sehingga menentukan kualitas sayatan, efisiensi pengeluaran material cair, dan apakah akhirnya terbentuk gerigi.Hubungan-hubungan tersebut dijelaskan secara rinci di bawah ini.

Prinsip Dasar: Bagaimana posisi fokus memengaruhi proses pemotongan

Prinsip pemotongan laser adalah menyinari benda kerja dengan sinar laser berenergi tinggi, menyebabkan benda kerja tersebut meleleh atau menguap dengan cepat, sementara辅助Gas (seperti oksigen atau nitrogen) meniup material yang meleleh untuk membentuk potongan.

Fokus: Titik di mana energi sinar laser paling terkonsentrasi dan ukuran titiknya paling kecil.

Posisi fokus: mengacu pada lokasi titik fokus relatif terhadap permukaan benda kerja. Hal ini dibagi menjadi tiga kasus:

1. Defokus positif: Titik fokus terletak di atas permukaan benda kerja.

2. Defokus negatif: Titik fokus terletak di bawah permukaan benda kerja.

3. Defokus nol: Titik fokus tepat berada di permukaan benda kerja.

Hubungan spesifik antara posisi fokus dan burr

Sifat gerinda adalah bahwa sisa lelehan, yang belum sepenuhnya tertiup, membeku kembali di bagian bawah potongan. Posisi fokus memengaruhi gerinda terutama dengan memengaruhi bentuk potongan dan kekuatan aliran udara.

1. Gambar buram (fokus pada benda kerja)

• Distribusi energi: Setelah berkas memasuki material, berkas tersebut menyebar, dan kepadatan energi secara bertahap menurun dari atas ke bawah. Energi terkuat berada di permukaan atas dan terlemah di permukaan bawah.
• Bentuk sayatan: mudah dibentuk menjadi sayatan berbentuk V dengan bagian atas yang lebar dan bagian bawah yang sempit.

Pengaruh pada duri:

• Karena energi yang tidak mencukupi di bagian bawah, bagian bawah material tidak dapat sepenuhnya meleleh atau menguap.
• Laju aliran gas bantu dipercepat di bagian bawah yang sempit, tetapi gaya tiup mungkin tidak cukup untuk sepenuhnya melepaskan dan meniup lelehan kental tersebut.

Hasil: Sangat mudah untuk menghasilkan sejumlah besar gerinda yang membandel pada permukaan bawah. Ini adalah salah satu penyebab paling umum dari gerinda.

2. Defokus negatif (fokus di bawah benda kerja)

• Distribusi energi; berkas cahaya berkumpul di dalam material, dan kepadatan energi mencapai nilai tertinggi di bagian tengah atau bawah material.
• Bentuk sayatan: mudah dibentuk menjadi sayatan berbentuk gendang di pinggang dengan bagian atas dan bawah yang sempit serta bagian tengah yang lebar.

Pengaruh pada duri:

• Keuntungannya adalah energi di bagian bawah tidak mencukupi sehingga material dapat dilelehkan secara lebih menyeluruh.
• Namun, bagian tengah sayatan adalah yang terlebar, yang dapat menyebabkan aliran udara menyebar di sini dan melemahkan daya tiup saat mencapai bagian bawah.
• Jika parameter tidak sesuai, lelehan mungkin masih menempel di bagian bawah karena baris yang tidak bersih.

Hasil: Dibandingkan dengan defokus positif, kondisi gerinda akan membaik, tetapi sejumlah kecil gerinda lunak mungkin masih dihasilkan. Untuk pemotongan pelat tebal, defokus negatif terkadang digunakan untuk memastikan bagian bawah terpotong sepenuhnya.

3. Tanpa defokus atau fokus terbaik (fokus pada permukaan benda kerja atau kedalaman tertentu)

• Distribusi energi: Area energi yang paling terkonsentrasi terletak di permukaan benda kerja, yang paling baik untuk pemotongan pelat tipis. Untuk pelat tebal, biasanya diperlukan posisi "fokus terbaik", yaitu fokus masuk jauh ke dalam material (misalnya, 1/3 dari ketebalan pelat) untuk menyeimbangkan energi atas dan bawah.
• Bentuk sayatan: sayatan vertikal paralel yang paling ideal.

Pengaruh pada duri:

• Distribusi energi di seluruh area sayatan relatif seragam, dan material dapat dilelehkan secara terus menerus dan stabil.
• Potongan paralel tersebut memberikan jalur yang mulus bagi gas bantu, yang dapat membawa energi kinetik yang cukup untuk mengeluarkan lelehan dari bagian bawah dengan lancar.

Hasil: Ini adalah kondisi terbaik untuk mendapatkan sayatan tanpa gerigi atau hanya sedikit gerigi. Lelehan tersebut tertiup "bersih" tanpa residu.

Ringkasan dan Analogi

Anda bisa memahaminya seperti ini:

• Tidak fokus: seperti "pahat tumpul", bagian atasnya sangat keras, tetapi bagian bawahnya membosankan, hanya bisa "menggosok" material, meninggalkan permukaan yang kasar.
• Defokus negatif: Seperti "meledak" di dalam material, meskipun dapat meledak, jalan keluarnya mungkin tidak rapi dan akan membawa keluar beberapa puing.
• Fokus terbaik: Seperti "pisau bedah yang tajam", dipotong rapi dari atas ke bawah, bersih dan teratur.

Panduan Praktik: Cara Menyesuaikan Fokus Berdasarkan Gangguan (Glitch)

Dalam pengoperasian sebenarnya, jika ditemukan gerinda, langkah-langkah berikut harus diikuti untuk memeriksa dan menyesuaikan:

1. Amati bentuk geriginya:

• Terdapat banyak gerigi keras dan berbutir di bagian bawah: kemungkinan bagian bawah tidak terpotong sempurna karena fokus terlalu tinggi atau daya tidak mencukupi/kecepatan terlalu tinggi. Fokus harus disesuaikan ke bawah.
• Terdapat sedikit gerigi halus seperti janggut yang mudah rontok di bagian bawah: ini mungkin disebabkan oleh defokus negatif (fokus terlalu rendah) atau tekanan gas yang tidak mencukupi/gas yang tidak murni sehingga lelehan tidak tertiup keluar. Anda dapat mencoba menyesuaikan fokus ke atas dan memeriksa parameter gas.

2. Kalibrasi dan pengujian fokus:

• Gunakan alat penunjuk fokus untuk menentukan posisi fokus nol secara akurat.
• Dalam perangkat lunak parameter pemotongan, penyesuaian nilai ± biasanya dilakukan berdasarkan titik 0. Lakukan 1 set uji fokus (misalnya, dari +1 hingga -3 dengan langkah 0,5), potong bentuk yang sama, lalu amati posisi mana yang menghasilkan potongan paling halus dan gerinda paling sedikit. Posisi ini adalah fokus terbaik untuk material, ketebalan, dan peralatan saat ini.

Ofaktor-faktor kunci lain yang memengaruhi gangguan (yang perlu dipertimbangkan dalam koordinasi)

Fokus bukanlah satu-satunya faktor dan harus dioptimalkan bersamaan dengan parameter proses lainnya:

Gas bantu:

Tekanan:Tekanan yang tidak mencukupi tidak dapat secara efektif meniup terak; tekanan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan turbulensi, yang akan memengaruhi stabilitas.

Kemurnian:Khususnya saat memotong baja tahan karat, penting untuk menggunakan nitrogen dengan kemurnian tinggi (99,99% atau lebih). Oksigen sisa akan membentuk terak teroksidasi dan memperparah gerinda.

Kecepatan pemotongan:Kecepatan terlalu cepat, input energi tidak mencukupi, dan material tidak terpotong sepenuhnya, sehingga membentuk gerigi di bagian bawah; kecepatan terlalu lambat, abrasi berlebihan, pemotongan kasar, dan gerigi juga dapat dihasilkan.

Daya laser:Tenaga dan kecepatan yang sesuai. Tenaganya terlalu rendah untuk menembus.

Nosel:Bukaan, tinggi, dan konsentrisitas nosel secara langsung memengaruhi kondisi aliran udara. Ketidakkonsentrisan merupakan penyebab umum kualitas pemotongan yang tidak merata dan adanya gerinda.

Materi itu sendiri:Komposisi material, kondisi permukaan (seperti ada atau tidaknya karat atau minyak) juga berpengaruh.

Posisi fokus adalah parameter penyesuaian utama untuk mengontrol gerinda hasil pemotongan laser.Posisi fokus yang ideal menciptakan potongan vertikal yang halus dan memungkinkan gas bantu untuk membuang lelehan secara efisien. Ketika Anda mengalami masalah gerinda, Anda harus terlebih dahulu melakukan uji fokus secara sistematis untuk menemukan fokus terbaik, dan kemudian menyesuaikan parameter lain seperti gas dan kecepatan untuk mendapatkan efek pemotongan tanpa gerinda yang sempurna.