La relazione tra la messa a fuoco del taglio laser e le bave

La posizione focale nel taglio laser ha una relazione diretta e deterministica con la formazione di bave.In sintesi, la posizione focale influisce direttamente sulla distribuzione dell'energia del fascio all'interno del materiale, determinando così la qualità del taglio, l'efficienza dell'espulsione del materiale fuso e l'eventuale formazione di bave.Le relazioni sono descritte in dettaglio di seguito.

Principio fondamentale: come la posizione focale influisce sul processo di taglio

Il principio del taglio laser consiste nell'irradiare il pezzo in lavorazione con un raggio laser ad alta densità di energia, provocandone la rapida fusione o vaporizzazione, mentre un辅助Un gas (come ossigeno o azoto) spinge via il materiale fuso per formare il taglio.

Fuoco: Il punto in cui l'energia del raggio laser è maggiormente concentrata e la sua dimensione è minima.

Posizione del fuoco: si riferisce alla posizione del punto focale rispetto alla superficie del pezzo. Si suddivide in tre casi:

1. Sfocatura positiva: il punto focale si trova al di sopra della superficie del pezzo.

2. Sfocatura negativa: il punto focale si trova al di sotto della superficie del pezzo.

3. Sfocatura zero: il punto focale è esattamente sulla superficie del pezzo.

Relazione specifica tra posizione di messa a fuoco e bava

La bava si forma quando il materiale fuso residuo, non completamente rimosso dal flusso d'aria, si risolidifica sul fondo del taglio. La posizione del punto focale influisce sulla bava principalmente modificando la forma del taglio e la forza del flusso d'aria.

1. è fuori fuoco (mettere a fuoco il pezzo in lavorazione)

• Distribuzione dell'energia: Dopo che il fascio entra nel materiale, diverge e la densità di energia diminuisce gradualmente dall'alto verso il basso. L'energia è massima sulla superficie superiore e minima su quella inferiore.
• Forma dell'incisione: è facile formare un'incisione a V con una parte superiore ampia e una inferiore stretta.

Effetto sulla bava:

• A causa dell'energia insufficiente sul fondo, la parte inferiore del materiale non può essere completamente fusa o gassificata.
• La portata del gas ausiliario viene accelerata nella parte inferiore ristretta, ma la forza di soffiaggio potrebbe non essere sufficiente a rimuovere completamente il fuso viscoso.

Risultati: È facile produrre un gran numero di bave ostinate sulla superficie inferiore. Questa è una delle cause più comuni di bave.

2. Sfocatura negativa (messa a fuoco al di sotto del pezzo in lavorazione)

• Distribuzione dell'energia: il fascio converge all'interno del materiale e la densità di energia raggiunge il valore massimo nella parte centrale o inferiore del materiale.
• Forma dell'incisione: facile da formare un'incisione a tamburo in vita, stretta nella parte superiore e inferiore e larga nella parte centrale.

Effetto sulla bava:

• Il vantaggio è che l'energia di fondo è insufficiente e il materiale può essere fuso in modo più completo.
• Tuttavia, la parte centrale dell'incisione è la più ampia, il che potrebbe causare una diffusione del flusso d'aria in quel punto e indebolire la forza del soffio quando raggiunge il fondo.
• Se i parametri non sono impostati correttamente, il materiale fuso potrebbe comunque aderire al fondo a causa della fila non pulita.

Risultati: Rispetto alla sfocatura positiva, la condizione della bava risulterà migliorata, ma una piccola quantità di bava morbida potrebbe comunque essere prodotta. Per il taglio di lamiere spesse, a volte si utilizza la sfocatura negativa per garantire un taglio completo del fondo.

3. Nessuna sfocatura o messa a fuoco ottimale (messa a fuoco sulla superficie del pezzo o a una profondità specifica)

• Distribuzione dell'energia: la zona di maggiore concentrazione di energia si trova sulla superficie del pezzo, il che è ideale per il taglio di lamiere sottili. Per le lamiere spesse, è solitamente necessaria una posizione di "focalizzazione ottimale", ovvero il fuoco si estende in profondità all'interno del materiale (ad esempio, 1/3 dello spessore della lamiera) per bilanciare l'energia nella parte superiore e inferiore.
• Forma dell'incisione: l'incisione ideale è verticale e parallela.

Effetto sulla bava:

• La distribuzione dell'energia nell'area dell'incisione è relativamente uniforme e il materiale può essere fuso in modo continuo e stabile.
• I tagli paralleli consentono un passaggio agevole per il gas ausiliario, che può trasportare energia cinetica sufficiente per scaricare agevolmente il materiale fuso dal fondo.

Risultato: Questa è la condizione migliore per ottenere incisioni senza sbavature o con pochissime sbavature. Il materiale fuso è stato rimosso "pulitamente" senza lasciare residui.

Riassunto e analogia

Lo si può interpretare in questo modo:

• È fuori fuoco: come uno "scalpello spuntato", la parte superiore è molto dura, ma quella inferiore è smussata, può solo "sfregare" via il materiale, lasciando una superficie ruvida.
• Sfocatura negativa: come "esplodere" all'interno del materiale, anche se può esplodere, l'uscita potrebbe non essere netta e potrebbe portare con sé dei detriti.
• Messa a fuoco ottimale: come un "bisturi affilato", taglio netto dall'alto verso il basso, pulito e preciso.

Guida pratica: come regolare la messa a fuoco in base ai glitch

Durante il funzionamento effettivo, se si riscontrano bave, è necessario seguire i seguenti passaggi per verificarle e regolarle:

1. Osserva la forma della bava:

• Sul fondo sono presenti numerose bave dure e granulari: è probabile che la parte inferiore non sia stata tagliata correttamente a causa di una messa a fuoco errata (troppo alta) o di una potenza insufficiente/velocità di scatto troppo elevata. La messa a fuoco dovrebbe essere regolata verso il basso.
• Sul fondo è presente una piccola quantità di bava morbida, simile a una barba, che si stacca facilmente: potrebbe trattarsi di una messa a fuoco negativa (messa a fuoco troppo bassa) o di una pressione del gas insufficiente/gas impuro che impedisce l'espulsione del materiale fuso. Puoi provare a regolare la messa a fuoco verso l'alto e a controllare i parametri del gas.

2. Calibrazione e test della messa a fuoco:

• Utilizzare uno strumento di puntamento per la messa a fuoco per determinare con precisione la posizione di messa a fuoco zero.
• Nel software per i parametri di taglio, la regolazione del valore ± viene solitamente effettuata prendendo come riferimento il punto 0. Eseguire 1 serie di test di messa a fuoco (ad esempio, da +1 a -3 con incrementi di 0,5), tagliare la stessa figura e quindi osservare quale posizione produce il taglio più uniforme e la minore quantità di bave. Questa posizione rappresenta la messa a fuoco ottimale per i materiali, gli spessori e le attrezzature in uso.

Ofattori chiave che influenzano i malfunzionamenti (da considerare in modo coordinato)

La focalizzazione non è l'unico fattore e deve essere ottimizzata in combinazione con altri parametri di processo:

Gas ausiliario:

Pressione:Una pressione insufficiente non riesce a rimuovere efficacemente le scorie; una pressione troppo elevata può causare turbolenza, che comprometterà la stabilità.

Purezza:Soprattutto quando si taglia l'acciaio inossidabile, è importante utilizzare azoto ad elevata purezza (99,99% o superiore). L'ossigeno residuo formerà scorie ossidate e aggraverà la formazione di bave.

Velocità di taglio:Se la velocità è troppo elevata, l'apporto di energia è insufficiente e il materiale non viene tagliato completamente, formando bave sul fondo; se la velocità è troppo bassa, si possono produrre un'ablazione eccessiva, tagli grossolani e bave.

Potenza del laser:potenza e velocità adeguate. La potenza è troppo bassa per penetrare.

Ugello:L'apertura, l'altezza e la concentricità dell'ugello influenzano direttamente il flusso d'aria. La non concentricità è una causa comune di taglio irregolare e di bave.

Il materiale in sé:Anche la composizione del materiale e lo stato della superficie (ad esempio, la presenza di ruggine o olio) hanno un impatto.

La posizione di messa a fuoco è il principale parametro di regolazione per controllare la bava prodotta dal taglio laser.La posizione focale ideale crea un taglio verticale e uniforme e consente al gas di assistenza di scaricare efficacemente il materiale fuso. In caso di problemi di bave, è necessario innanzitutto eseguire sistematicamente un test di messa a fuoco per trovare la posizione ottimale, quindi coordinare la regolazione di altri parametri come il flusso di gas e la velocità per ottenere un taglio perfetto e privo di bave.