레이저로 강판을 절단할 때 밝고 매끄러운 모서리를 얻는 방법은 무엇일까요?

강판(일반적으로 탄소강)을 레이저 절단할 때 산화물이 없고 반사율이 높은 절단면(일명 "브라이트페이스 절단")을 얻으려면 절단 과정 중 산화를 완전히 방지하는 것이 핵심입니다.용융된 재료를 완전히 날려버릴 수 있도록 정밀하게 조정된 절단 매개변수를 사용해야 합니다. 일반적인 공기 절단은 산화층이 있는 거칠고 회색빛 표면을 형성합니다. 밝고 깨끗한 절단면을 얻으려면 다음 핵심 단계와 원칙을 따르십시오.

핵심 원칙

광택 표면 절삭의 핵심은 "산화 절삭"이 아닌 "용융 절삭"입니다.

산화 절단(일반 공기): 산소를 보조 가스로 사용하여 철과 산소가 격렬한 발열 반응(연소)을 일으켜 다량의 산화철 슬래그를 생성하며, 절단면이 거칠고 회흑색을 띱니다.

용융 절단(거울처럼 매끄러운 표면 절단): 고순도 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)을 보조 가스로 사용합니다. 불활성 가스는 산소와 차단되어 레이저는 금속만 녹이고, 고압 가스가 순수한 금속 용액을 날려 보내 산화 없이 은빛으로 빛나는 표면을 얻습니다.

밝고 선명한 절삭면을 얻기 위한 핵심 요소 및 단계

1. 보조 가스: 고순도 질소를 사용해야 합니다.

• 순도 요구 사항: 99.99% 이상(일반적으로 99.99% 이상). 순도가 부족하면 미량의 산화가 발생하여 표면 마감에 영향을 줄 수 있습니다.
• 압력 요구 사항: 매우 높음. 판재 두께에 따라 15~20bar(약 1.5~2.0MPa) 이상의 안정적인 압력이 일반적으로 요구됩니다. 대용량 액체 질소 탱크 또는 질소 발생기를 사용해야 하며, 일반 공기 압축기로는 충족할 수 없습니다.
• 기능: 용융 금속을 날려 보내고, 절단면을 냉각시키며, 산소를 차단합니다.

2. 레이저 출력 및 모드: 고출력 및 고품질 빔이 필요합니다.

• 출력 요구 사항: 매끄러운 표면을 얻으려면 일반적으로 더 높은 레이저 출력이 필요합니다. 예를 들어, 4000W 레이저로 6mm 탄소강의 매끄러운 표면을 절단하는 것은 동일한 두께의 일반 강판을 절단하는 것보다 더 쉽고 효과적입니다. 출력이 부족하면 절단 속도가 너무 느려지고 열이 축적되어 절단 품질에 영향을 미칩니다.
• 빔 품질: 단일 모드 레이저 또는 준 단일 모드 레이저는 에너지 밀도가 더 집중되어 있고 스폿 크기가 작기 때문에 다중 모드 레이저보다 절단면이 더 밝고 정밀한 절단면을 얻을 수 있다는 고유한 장점이 있습니다.

3. 절삭 매개변수: 미세 조정

다음 매개변수들은 장비 및 가스 조건에 따라 정밀하게 최적화되어야 합니다.

• 절단 속도: 산소 절단과 비교했을 때, 절단 속도는 상당히 느려집니다. 속도가 너무 빠르면 용융물이 깨끗하게 분사되지 않아 뒷면에 슬래그가 남고, 속도가 너무 느리면 열 입력이 과도해져 판재가 과열되고 변색될 수 있습니다.

노즐 선택 및 높이:

• 노즐 직경: 일반적으로 질소의 높은 압력과 많은 유량에 맞춰 더 큰 노즐 직경(예: φ3mm 또는 φ4mm)을 선택하여 공기 흐름이 안정적이고 슬릿 전체를 덮도록 합니다.
• 노즐 높이: 정밀하게 조절해야 하며, 일반적으로 산소 절단 시보다 약간 높게 설정하여 효과적인 공기막 보호막을 형성해야 합니다.
• 초점 위치: 초점은 일반적으로 판의 표면 또는 그보다 약간 아래에 설정되며, 가장 좁고 밝은 슬릿을 얻기 위해 최적의 위치는 실험적으로 결정해야 합니다.
• 최대 출력/주파수 변조: 일부 두꺼운 판재의 경우, 적절한 펄스 절단 모드를 사용하면 열 입력을 제어하여 더 밝은 표면 효과를 얻을 수 있습니다.

4. 이사회 요건

• 표면 청소: 판 표면의 기름, 녹, 코팅은 절삭 효과에 영향을 미치므로 사전에 청소해야 합니다.
• 균일한 소재: 소재가 고르지 않으면 반짝이는 효과가 일정하지 않습니다.

운영 프로세스 요약

1. 준비:고순도 질소와 고압 가스 공급 시스템을 사용하십시오. 판재 표면을 깨끗하게 닦으십시오.

2. 노즐을 선택하세요:질소 고압 절단에 적합한 대구경 노즐(예: φ3mm)을 설치하십시오.

3. 매개변수 설정:절단 제어 소프트웨어에서 "질소 절단" 또는 "광택면 절단" 모드를 선택하십시오. 판재 재질(탄소강)과 두께를 입력하십시오.

4. 주요 참조 조정 사항:

• 보조 가스는 N2로 설정되었습니다.
• 가스 압력은 고압 범위로 조정됩니다(예: 6mm 탄소강의 경우, 먼저 18bar부터 시도해 보십시오).
• 절단 속도를 상당히 줄이십시오 (산소 절단 시 절단 두께를 1/3에서 1/2로 줄일 수 있습니다).
• 초점과 노즐 높이를 적절히 조절하십시오.

5. 시험 절단 및 최적화:먼저 작은 그림이나 자투리 조각을 사용하여 시험 재단을 해보세요. 관찰 부분:

• 윗부분이 밝은데 아랫부분에 검게 얼룩이 있거나 슬래그가 매달려 있다면, 공기압이 너무 높거나 낮을 수 있습니다.
• 만약 전체 영역이 노랗게 변색되거나 산화되었다면, 질소의 순도가 충분하지 않거나 압력이 너무 낮아 산소가 섞인 것입니다.
• 절단면이 투명하지 않거나 슬래그가 심하게 달라붙은 경우: 출력이 부족하거나, 속도가 너무 빠르거나, 초점 위치가 잘못된 것입니다.

6. 정식 커팅:매개변수 최적화가 완료된 후, 공식적인 절단 작업을 진행합니다.

고려사항 및 제한사항

• 더 높은 비용:대량의 고순도 질소가 소모되고 절단 속도가 느리며 단위 비용이 산소 절단보다 훨씬 높습니다.
• 두께 제한:두께가 증가할수록 표면 광택 효과가 떨어집니다. 일반적으로 탄소강 중박판(1~12mm)에서 가장 좋은 결과를 보입니다. 판재 두께가 장비의 처리 용량을 초과하면 완벽한 광택 표면을 얻기 어렵습니다.
• 장비 요구 사항:레이저 출력, 빔 품질, 장비 안정성, 가스 공급 시스템에 대한 요구 사항이 더 높아졌습니다.
• 주요 응용 프로그램:엘리베이터 패널, 정밀 기계 부품, 외관 부품 등과 같은 공작물의 외관, 용접, 도장 품질 요구 사항을 충족하는 데 사용되며, 후속 연삭 공정을 방지합니다.

간단히 말해, 밝은 표면을 잘라내려면 고압 및 고순도 질소, 고출력 및 우수한 빔, 저속 미세 조정 매개변수라는 세 가지 요소를 기억해야 합니다.특정 모델 및 두께에 대한 기본 매개변수 표를 장비 제조업체에서 입수하여 이를 기준으로 현장에서 미세 조정하는 것이 좋습니다.