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 relativi all'aspetto, alla saldatura e alla 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.