כיצד לפתור את הבעיה של גרגירים שנוצרים מחיתוך מתכת בלייזר

הקוצים הנוצרים בעת חיתוך לייזר של יריעות מתכת הם בעיית תהליך נפוצה, שבדרך כלל מעידה על כך שתהליך החיתוך אינו אופטימלי. כדי לפתור בעיה זו באופן שיטתי, יש צורך לבדוק ולהתאים ממגוון ממדים כגון ציוד, חומרים, פרמטרי תהליך וגזים נלווים.

כיוון אופטימיזציית הליבה ואמצעים ספציפיים

1. אופטימיזציה של פרמטרי התהליך (עבור פלדת פחמן וחומרים אחרים)

• עוצמת לייזר: עוצמה לא מספקת היא אחת הסיבות העיקריות לקוצצים. הגברת העוצמה כראוי יכולה להבטיח שהמתכת תותך לחלוטין. עם זאת, יש לציין שעוצמה גבוהה מדי עלולה לגרום לפלטה להישרף או להיתלות סיגים.
• מהירות חיתוך: המהירות מהירה מדי, קלט אנרגיית הלייזר אינו מספיק, החומר אינו נמס לחלוטין, והוא יתעופף לקרשים על ידי זרימת האוויר; אם המהירות איטית מדי, השריפה תהיה חמורה והסיגים יידבקו. כוונן למהירות הטובה ביותר התואמת את ההספק ולעובי הפלטה. בדרך כלל ניתן לבדוק את הפרמטרים תחילה. מיקום מיקוד: מיקוד שגוי יגרום לצפיפות אנרגיה לא מספקת. בדוק מיקוד כדי למצוא את המיקום המתאים ביותר לעובי הפלטה הנוכחי (בדרך כלל בעת חיתוך פלדת פחמן, המיקוד הוא על פני השטח של הפלטה או מעט מתחתיה).

2. יש לוודא שגז העזר במצב הטוב ביותר (הגורם הקריטי ביותר)

• סוג גז וטוהר:
• חיתוך פלדת פחמן: יש להשתמש בחמצן בעל טוהר גבוה (≥ 99.95%). חמצן משתתף בתגובה האקסותרמית, מסייע בשריפה ובניפוח הסיגים. טוהר לא מספק ישפיע רבות על איכות החיתוך ועל שכבת תחמוצת החתך.

חיתוך פלדת אל-חלד ואלומיניום: יש להשתמש בחנקן בעל טוהר גבוה (≥ 99.99%) או ארגון. יש להשתמש בגז בלחץ גבוה כדי לנשוף את המתכת המותכת ולקבל חיתוך ללא חמצון. הגז הלא טהור יגרום להיווצרות סיגים בתחתית.

• לחץ גז:
• חיתוך פלדת פחמן (עם חמצן): הלחץ לא צריך להיות גבוה מדי (בדרך כלל 0.8-2 בר). לחץ מוגזם יקרר את החתך, אך יפחית את יעילות תגובת הבעירה, ויגרום להיווצרות קוצים.
• חיתוך נירוסטה/אלומיניום (עם חנקן): הלחץ חייב להיות גבוה מספיק (בדרך כלל 10-20 בר, תלוי בעובי הפלטה). לחץ לא מספיק הוא הסיבה הנפוצה ביותר לכשל בחיתוך ללא קוצים, והמתכת המותכת לא יכולה להתנשף לחלוטין.
• מצב הזרבובית:
• בדוק כדי לוודא שהפיה אינה פגומה או חסומה על ידי התזות. פיה שחוקה עלולה לגרום למערבולת בזרימת האוויר.
• בדקו האם קוטר חור הפיה תואם לעובי הפלטה וללחץ הגז. פלטות עבות דורשות בדרך כלל פיות בעלות פתח גדול יותר.
• כייל את הקונצנטריות של הזרבובית וראש הלייזר. סטיית הקונצנטריות תגרום לגז להתנשף וליצור קוצים בצד אחד.

3. בדיקה ותחזוקה של מצב הציוד

• ניקוי עדשות אופטיות: מראת הגנה, זיהום מראת המיקוד יפחית משמעותית את עוצמת הלייזר ואת איכות הקרן. יש לבדוק ולנקות או להחליף את העדשות באופן קבוע.
• איכות הקרן: כיול קרן קבוע כדי להבטיח שהנתיב האופטי נכון והפוקוס מעוגל.
• יציבות הציוד: בדקו האם מסילת ההובלה של המכונה ומערכת ההולכה יציבות, וייתכנו קוצים לא סדירים בעת ניעור במהירות גבוהה.

4. התמקדו בחומר עצמו

• פני השטח של הגיליון: יש לוודא שפני השטח של הגיליון נקיים מחלודה, צבע או ציפוי חמורים, אשר ישפיעו על ספיגת הלייזר ויציבות החיתוך.
• הרכב ואיכות החומר: איכות ירודה או הרכב סגסוגת לא אחיד של הפלטה עלולים גם הם להוביל לתנודות באפקט החיתוך.

חששות מיוחדים לבעיות גרגירים בחומרים שונים

• פלדת פחמן (חיתוך חמצן): הלהב התחתון עשוי בעיקר מסיגי תחמוצת ברזל קשה ושבירים. בעיקר מטוהר החמצן, מיקום המיקוד והתאמת מהירות ההספק.
• לוח אלומיניום נירוסטה (חיתוך חנקן): הקוצים התחתונים עשויים בעיקר מתכת מותכת רכה וארוכה שלא נפוחה. המשימה הראשונה היא לבדוק האם לחץ החנקן גבוה מספיק, האם הגז טהור, והאם הפיה מתאימה.

המלצות לתהליך פתרון שיטתי

1. להקליט ולשכפל:רשום בפירוט את סוג לוח הקיבוע הנוכחי, עוביו וכל פרמטרי התהליך (הספק, מהירות, לחץ אוויר, מיקוד, סוג זרבובית).

2. התאמה של משתנה יחיד:כוונן רק פרמטר אחד בכל פעם (מומלץ להתחיל תחילה עם לחץ הגז ומיקום המיקוד) לצורך השוואה בין חיתוך ניסיוני.

3. מפתרון בעיות פשוט ועד מורכב:

• שלב 1: בדיקה וניקוי של הזרבובית והעדשה.
• שלב 2: בדיקת טוהר הגז והלחץ.
• שלב 3: אופטימיזציה של מיקום המיקוד.
• שלב 4: התאמת ההתאמה בין עוצמה למהירות.
• שלב 5: כיול הנתיב האופטי והקונצנטריות של המכשיר.

4. יצירת ספריית פרמטרים סטנדרטית:לאחר שיימצאו הפרמטרים הטובים ביותר עבור לוחות ממותגים, עוביים וחומרים שונים, הם יירשמו ליצירת הוראות הפעלה סטנדרטיות.

תַקצִיר:הליבה של פתרון בעיית קוצי חיתוך הלייזר היא "להבטיח קלט אנרגיה מספק, ולשתף פעולה עם כיוון זרימת אוויר יציב, טהור ונכון כדי לשחרר את הלייזר בזמן". זוהי בעיה שיטתית הדורשת מהמפעיל סבלנות, חקירה ואופטימיזציה הדרגתית באמצעות שיטות מדעיות. אם כל השלבים הנ"ל נבדקים והבעיה נמשכת לאחר ההתאמה, עליך ליצור קשר עם יצרן הציוד כדי לבדוק האם אנרגיית פלט הלייזר או מצב הקרן השתנו.