Problemi che possono verificarsi durante il taglio laser delle lastre

Nel taglio laser si possono presentare problemi quali residui di materiale sul fondo del pezzo, pieghe all'estremità inferiore della superficie di taglio, bruciatura eccessiva di angoli retti/spigoli vivi e superficie di taglio ruvida. Di seguito, verranno analizzate sistematicamente le cause e le soluzioni a questi problemi.

Panoramica delle problematiche principali relative alla risoluzione dei problemi

Problema 1: incrostazioni sul fondo del pezzo (scorie pendenti)

Analisi delle cause: dopo che il laser fonde il materiale, questo non viene rimosso in tempo e completamente dal fondo dell'incisione dal gas ausiliario, condensandosi e formando scorie sospese. Si tratta essenzialmente di un problema di equilibrio energetico e gassoso.

Soluzione:

1. Ottimizzare i parametri del gas:

• Pressione; Per acciaio inossidabile, leghe di alluminio, ecc., quando si utilizza azoto come gas ausiliario ad alta purezza, la pressione deve essere sufficientemente elevata (ad esempio, 1,6 MPa o superiore) per ottenere un taglio senza ossidazione e rimuovere le scorie. Quando si utilizza ossigeno per l'acciaio al carbonio, la pressione deve essere moderata; una pressione troppo elevata intensificherà la reazione con formazione di scorie ruvide.
• Purezza e tipologia: per garantire la purezza del gas (in particolare l'azoto deve essere superiore al 99,9%), anche la purezza dell'ossigeno deve essere superiore al 99,5%.

2. Calibrare la messa a fuoco del fascio:

• La deviazione della posizione di messa a fuoco è la causa più comune. Esegui una calibrazione della messa a fuoco e prova a regolare con precisione la posizione di messa a fuoco verso l'alto e verso il basso. In genere, abbassare leggermente la messa a fuoco (in profondità nel materiale) contribuisce a migliorare la qualità del taglio inferiore.

3. Regolare potenza e velocità

• Una velocità troppo elevata o una potenza troppo bassa porteranno al taglio completo del materiale e alla formazione di scorie sospese e morbide; una velocità troppo bassa o una potenza troppo elevata porteranno a una fusione eccessiva e alla formazione di scorie sospese, dure e fragili. È necessario trovare la migliore combinazione potenza-velocità che si adatti allo spessore della lamiera.

4. Controllare e sostituire l'ugello:

• L'utilizzo di ugelli danneggiati, deformati o non compatibili può compromettere il flusso d'aria. Verificare che il foro centrale dell'ugello non sia arrotondato e selezionare l'ugello con il diametro appropriato in base allo spessore della lamiera (generalmente diametro maggiore per lamiere spesse e diametro minore per lamiere sottili).

Problema 2: Tagliare le pieghe inferiori (strisce/bruciature eccessive)

Analisi della causa: Si tratta di un tipico fenomeno di sovraccarica. A causa di un eccessivo apporto di calore, il materiale si fonde eccessivamente o addirittura vaporizza, formando delle strisce ruvide e rugose nella metà inferiore della sezione di taglio.

Soluzione:

• Regolazione primaria: aumentare la velocità di taglio. La velocità troppo bassa è la causa principale; migliorandola, si può ridurre il tempo di lavoro del laser per unità di area, evitando così l'accumulo di calore.
• Ridurre la potenza del laser. Se la velocità non può più essere aumentata, o se il sollevamento provoca un taglio completo, la potenza deve essere opportunamente ridotta per diminuire l'apporto termico totale.
• Regola la messa a fuoco. Prova ad abbassare leggermente la messa a fuoco per concentrare maggiormente l'energia e ridurre la zona termicamente alterata.
• Verificare e ridurre la pressione del gas ausiliario. In particolare, quando si utilizza l'ossigeno per il taglio dell'acciaio al carbonio, una pressione dell'ossigeno troppo elevata aggrava la reazione di ossidazione, agendo come un "miglioratore di combustione", e genera un calore eccessivo. Abbassare la pressione dell'aria in modo appropriato potrebbe avere effetti inaspettati.

Problema 3: Bruciatura ad angolo retto/acuta

Analisi del problema: La velocità della testa di taglio laser è stabile quando si muove in linea retta, ma quando si taglia ad angolo retto o ad angolo acuto, è necessario che deceleri, giri e acceleri di nuovo. Il calo di velocità in corrispondenza dell'angolo fa sì che il tempo di permanenza del laser aumenti e che il calore si accumuli rapidamente, ablando così l'angolo acuto.

Soluzione:

1. Utilizzare una transizione con angoli arrotondati (il metodo più efficace):

• Nella fase di progettazione del disegno, l'angolo acuto viene trasformato in un piccolo angolo arrotondato (angolo a R). Anche un piccolo raccordo con un raggio di 0,5 mm può rendere la transizione della testa di taglio più fluida, evitare bruschi cambiamenti di velocità e prevenire efficacemente il surriscaldamento.

2. Utilizzare la funzione di elaborazione degli angoli (funzione angoli luminosi):

• I moderni sistemi di taglio laser sono dotati di una funzione di "controllo della potenza d'angolo" o "angolo luminoso". Questa funzione consente di:
• Quando viene rilevato un angolo, la potenza del laser viene ridotta automaticamente.
• Oppure, utilizzando il taglio segmentato, spegnete brevemente il laser in corrispondenza dell'angolo e tagliate in due segmenti.
• Per abilitare e configurare correttamente questa funzione, consultare il manuale del sistema operativo del dispositivo.

3. Ridurre la velocità di taglio in corrispondenza dell'angolo:

• Nella tabella dei parametri di processo, la velocità di taglio dell'angolo viene impostata separatamente in modo che sia inferiore alla velocità lineare, ma ciò deve essere utilizzato in combinazione con la riduzione di potenza.

Problema 4: superficie di taglio ruvida (venatura verticale)

Analisi del problema: la superficie di taglio presenta evidenti striature verticali non uniformi, solitamente dovute a instabilità energetica o a una discrepanza nei parametri, con conseguente fusione non omogenea del materiale.

Soluzione:

• Assicurarsi che la messa a fuoco sia precisa e stabile: questo è il fattore più critico per ottenere una superficie di taglio liscia. Una leggera variazione della messa a fuoco comporterà un'enorme differenza nelle linee di taglio. Pulire e calibrare la lente di messa a fuoco per garantire la stabilità della messa a fuoco.
• Utilizzare un gas ausiliario ad elevata purezza: le impurità presenti nel gas possono interferire con il flusso e il processo di raffreddamento del metallo fuso, provocando la formazione di sezioni irregolari.
• Ottimizza la velocità di taglio: una velocità instabile o un'impostazione errata causeranno la formazione di strisce irregolari di metallo fuso durante il processo di raffreddamento. Trova una velocità stabile che produca trucioli continui e lisci.

Verificare la stabilità dell'apparecchiatura:

• La guida è liscia? Le vibrazioni dell'attrezzatura si rifletteranno direttamente sulla superficie di taglio.
• L'ugello è coassiale al fascio? Il flusso d'aria su assi diversi può causare asimmetria e rugosità della sezione.
• Le lenti ottiche sono pulite o danneggiate? Le lenti contaminate possono disperdere l'energia laser, con conseguenti tagli deboli e sezioni irregolari.

Lista di controllo generale per le basi

Prima di apportare qualsiasi modifica ai parametri, assicurati di eseguire i seguenti controlli di base:

1. Lente ottica:Verificare che la lente di messa a fuoco e la lente protettiva siano pulite, prive di sporco, macchie d'acqua e danni.

2. Allineamento dell'ugello:Assicurarsi che il raggio laser passi perfettamente dal centro dell'ugello.

3. Gas e circuito del gas:Verificare che non vi siano perdite nel circuito del gas e che il tipo e la purezza del gas siano corretti.

4. materiale:per garantire che la superficie della piastra sia pulita, priva di strati di ossido, olio e di materiale uniforme.

Sintesi e raccomandazioni

Il taglio laser è un processo di precisione in cui la sinergia di più parametri è fondamentale. La chiave per risolvere il problema è "modificare una sola variabile alla volta" e tenere traccia di tutti i dati per individuare la causa principale del problema.