Come ottenere un bordo brillante e lucido durante il taglio laser di lamiere d'acciaio?

Per ottenere una superficie di taglio priva di ossido e altamente riflettente (nota come "taglio a superficie lucida") quando si tagliano lamiere d'acciaio (tipicamente acciaio al carbonio) con il laser, la chiave è prevenire completamente l'ossidazione durante il processo di taglio.e utilizzare parametri di taglio finemente calibrati che rimuovano completamente il materiale fuso. Il taglio ad aria compressa tradizionale formerà una superficie ruvida e grigia con uno strato di ossido. Per ottenere una superficie di taglio brillante, segui questi passaggi e principi fondamentali:

Principio fondamentale

L'essenza del taglio a superficie lucida è il "taglio per fusione" piuttosto che il "taglio per ossidazione".

Taglio ad ossidazione (aria compressa): l'utilizzo di ossigeno come gas ausiliario provoca un'intensa reazione esotermica (combustione) tra ferro e ossigeno, producendo una grande quantità di scorie di ossido di ferro; la superficie di taglio risulta ruvida e di colore grigio-nero.

Taglio a fusione (taglio a specchio): utilizza azoto (N2) o argon (Ar) ad elevata purezza come gas di assistenza. Il gas inerte è isolato dall'ossigeno, il laser fonde solo il metallo e il gas ad alta pressione rimuove la soluzione di metallo puro per ottenere una superficie argentata brillante senza ossidazione.

Elementi chiave e fasi per ottenere una superficie lucida

1. Gas ausiliario: è necessario utilizzare azoto ad elevata purezza

• Requisiti di purezza: ≥ 99,99% (generalmente 4 nove o superiore). Una purezza insufficiente può causare una lieve ossidazione, compromettendo la finitura superficiale.
• Requisiti di pressione: molto elevati. A seconda dello spessore della piastra, è solitamente necessaria una pressione stabile di 15-20 bar (circa 1,5-2,0 MPa) o anche superiore. È necessario utilizzare un serbatoio di azoto liquido ad alta portata o un generatore di azoto; un normale compressore d'aria non è sufficiente.
• Funzione: rimuovere il metallo fuso, raffreddare la zona di taglio, isolare dall'ossigeno.

2. Potenza e modalità del laser: è necessaria un'elevata potenza e un fascio di alta qualità.

• Requisiti di potenza: per ottenere un taglio a superficie lucida è generalmente necessaria una potenza laser maggiore. Ad esempio, tagliare una superficie lucida in acciaio al carbonio da 6 mm con un laser da 4000 W sarà più facile ed efficace rispetto al taglio di lamiere comuni dello stesso spessore. Una potenza insufficiente comporterà una velocità di taglio troppo bassa e un accumulo di calore, che influirà sulla qualità.
• Qualità del fascio: il laser monomodale o quasi monomodale, grazie alla sua maggiore densità di energia concentrata e al punto più piccolo, offre vantaggi intrinseci nel taglio di superfici brillanti rispetto al laser multimodale, consentendo di ottenere sezioni più fini e luminose.

3. Parametri di taglio: regolazione fine

I seguenti parametri devono essere ottimizzati con precisione in base alle caratteristiche dell'apparecchiatura e del gas:

• Velocità di taglio: rispetto al taglio ossiacetilenico, la velocità sarà notevolmente ridotta. Se la velocità è troppo elevata, il metallo fuso non verrà espulso completamente e sul retro rimarranno residui di scoria; se la velocità è troppo bassa, l'apporto di calore sarà eccessivo e la lamiera potrebbe surriscaldarsi e cambiare colore.

Selezione e altezza dell'ugello:

• Diametro dell'ugello: in genere si sceglie un diametro dell'ugello maggiore (come φ3mm o φ4mm) per adattarsi all'alta pressione e al grande flusso di azoto, in modo da garantire che il flusso d'aria sia stabile e copra l'intera fessura.
• Altezza dell'ugello: deve essere controllata con precisione, generalmente leggermente superiore rispetto al taglio ossiacetilenico, per formare una buona cortina d'aria protettiva.
• Posizione di messa a fuoco: La messa a fuoco viene solitamente impostata sulla superficie della lastra o leggermente al di sotto, e la posizione ottimale deve essere determinata sperimentalmente per ottenere la fenditura più stretta e luminosa.
• Modulazione di potenza/frequenza di picco: per alcune piastre più spesse, l'utilizzo di un'apposita modalità di taglio degli impulsi aiuta a controllare l'apporto di calore per ottenere un migliore effetto di superficie lucida.

4. Requisiti del consiglio di amministrazione

• Pulizia della superficie: olio, ruggine e rivestimenti presenti sulla superficie della piastra influiranno sull'efficacia del taglio e devono essere rimossi preventivamente.
• Materiale uniforme: un materiale non uniforme produce effetti glitter non omogenei.

Riepilogo del processo operativo

1. Preparazione:Assicurarsi di utilizzare azoto ad elevata purezza e un sistema di alimentazione del gas ad alta pressione. Pulire la superficie del foglio.

2. Selezionare l'ugello:Installare un ugello di grande diametro adatto al taglio ad alta pressione con azoto (ad esempio φ3mm).

3. Impostazione dei parametri:Nel software di controllo del taglio, selezionare la modalità "Taglio ad azoto" o "Taglio a superficie lucida". Inserire il materiale della lamiera (acciaio al carbonio) e lo spessore.

4. Punti chiave di riferimento per la regolazione:

• Il gas di assistenza era impostato su N2.
• La pressione del gas viene regolata nell'intervallo di alta pressione (ad esempio, per l'acciaio al carbonio da 6 mm, provare prima con 18 bar).
• Ridurre significativamente la velocità di taglio (è possibile utilizzare il taglio ossiacetilenico con una velocità di taglio pari a 1/3 o 1/2 dello spessore).
• Regolare opportunamente la messa a fuoco e l'altezza dell'ugello.

5. Taglio di prova e ottimizzazione:Per prima cosa, utilizzare piccoli elementi grafici o ritagli di scarto per effettuare un taglio di prova. Sezione Osservazioni:

• Se la parte superiore è lucida, la parte inferiore è ricoperta da una patina nera o da scorie pendenti: ciò potrebbe essere dovuto a una velocità eccessiva o a una pressione dell'aria insufficiente.
• Se l'intera sezione è gialla o ossidata: la purezza dell'azoto non è sufficiente o la pressione è troppo bassa e si è mischiata con ossigeno.
• Se il taglio non è trasparente o la scoria aderisce in modo eccessivo: potenza insufficiente, velocità eccessiva o posizione di messa a fuoco errata.

6. Taglio formale:dopo il completamento dell'ottimizzazione dei parametri, si procede al taglio formale.

Considerazioni e limitazioni

• Costo più elevato:Si consuma una grande quantità di azoto ad alta purezza, la velocità di taglio è lenta e il costo unitario è molto più elevato rispetto al taglio ossiacetilenico.
• Limite di spessore:L'effetto di superficie lucida peggiora con l'aumentare dello spessore. In genere funziona meglio su lamiere di acciaio al carbonio di medio e basso spessore (1-12 mm). Quando lo spessore della lamiera supera la capacità dell'apparecchiatura, è difficile ottenere una superficie perfettamente lucida.
• Requisiti dell'attrezzatura:La potenza del laser, la qualità del fascio, la stabilità della macchina e il sistema di alimentazione del gas hanno requisiti più elevati.
• Applicazione principale:Utilizzato per soddisfare i requisiti di qualità estetica, di saldatura e di verniciatura del pezzo, come pannelli per ascensori, parti meccaniche di precisione, componenti estetici, ecc., per evitare il successivo processo di rettifica.

In parole semplici, per eliminare la superficie luminosa, ricordate i tre elementi: azoto ad alta pressione e purezza, alta potenza e buon fascio, bassa velocità e parametri di regolazione fine.Si raccomanda di richiedere al produttore dell'apparecchiatura una tabella dei parametri di base per uno specifico modello e spessore e di utilizzarla come base per la messa a punto in loco.