레이저로 금속을 절단할 때 발생하는 버(burr)를 해결하는 방법

레이저로 판금을 절단할 때 발생하는 버(burr)는 흔히 발생하는 공정 문제로, 일반적으로 절단 공정이 최적화되지 않았음을 나타냅니다. 이 문제를 체계적으로 해결하기 위해서는 장비, 재료, 공정 매개변수 및 보조 가스 등 여러 측면에서 점검 및 조정이 필요합니다.

핵심 최적화 방향 및 구체적인 조치

1. 공정 매개변수 최적화 (탄소강 및 기타 재료에 대해)

• 레이저 출력: 출력이 부족하면 버(burr)가 발생하는 주요 원인 중 하나입니다. 출력을 적절히 높이면 금속이 완전히 용융될 수 있습니다. 하지만 출력이 너무 높으면 판재가 타거나 슬래그가 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다.
• 절단 속도: 속도가 너무 빠르면 레이저 에너지 입력이 부족하여 재료가 완전히 녹지 않고 공기 흐름에 의해 버(burr)가 발생합니다. 반대로 속도가 너무 느리면 연소가 심해지고 슬래그가 달라붙습니다. 출력과 판재 두께에 맞는 최적의 속도로 조정하십시오. 일반적으로 먼저 테스트하여 최적의 값을 찾을 수 있습니다. 초점 위치: 초점이 잘못되면 에너지 밀도가 부족해집니다. 현재 판재 두께에 가장 적합한 초점을 찾기 위해 테스트를 진행하십시오(일반적으로 탄소강 절단 시 초점은 판재 표면 또는 약간 아래에 위치합니다).

2. 보조 가스가 최상의 상태인지 확인하십시오 (가장 중요한 요소).

• 가스 종류 및 순도:
• 탄소강 절삭 시: 고순도 산소(≥ 99.95%)를 사용해야 합니다. 산소는 발열 반응에 참여하여 슬래그를 연소시키고 날려 보내는 역할을 합니다. 산소 순도가 부족하면 절삭 품질과 단면 산화층에 큰 영향을 미칩니다.

스테인리스강 및 알루미늄 절단 시 고순도 질소(≥ 99.99%) 또는 아르곤을 사용해야 합니다. 고압 가스를 사용하여 용융 금속을 불어내어 산화 없는 절단을 달성하십시오. 불순물이 함유된 가스를 사용하면 바닥에 슬래그가 생성됩니다.

• 가스 압력:
• 산소를 이용한 탄소강 절단 시 압력은 너무 높지 않아야 합니다(일반적으로 0.8~2bar). 압력이 과도하면 절단면이 냉각되지만 연소 반응 효율이 ​​떨어지고 버(burr)가 발생합니다.
• 스테인리스강/알루미늄 절단(질소 사용): 압력이 충분히 높아야 합니다(일반적으로 판재 두께에 따라 10~20bar). 압력이 부족하면 버(burr) 없이 절단이 되지 않는 경우가 가장 흔하며, 용융 금속이 완전히 제거되지 않을 수 있습니다.
• 노즐 상태:
• 노즐이 손상되었거나 비산물로 막히지 않았는지 확인하십시오. 마모된 노즐은 공기 흐름에 난류를 유발할 수 있습니다.
• 노즐 구멍 직경이 판 두께 및 가스 압력과 일치하는지 확인하십시오. 두꺼운 판에는 일반적으로 더 큰 오리피스 노즐이 필요합니다.
• 노즐과 레이저 헤드의 동심도를 교정하십시오. 동심도가 어긋나면 가스가 분출되어 한쪽에 버(burr)가 발생할 수 있습니다.

3. 장비 상태 점검 및 유지 관리

• 광학 렌즈 청소: 보호 거울과 초점 거울의 오염은 레이저 출력과 빔 품질을 크게 저하시킵니다. 렌즈는 정기적으로 점검하고 청소하거나 교체해야 합니다.
• 빔 품질: 광 경로가 올바르고 초점이 원형인지 확인하기 위해 정기적인 빔 교정을 실시합니다.
• 장비 안정성: 공작기계의 가이드 레일과 구동 시스템이 안정적인지 확인하십시오. 고속으로 흔들릴 경우 불규칙한 버가 발생할 수 있습니다.

4. 자료 자체에 집중하세요

• 판재 표면: 판재 표면에 심각한 녹, 페인트 또는 코팅이 없는지 확인하십시오. 이러한 물질은 레이저 흡수 및 절단 안정성에 영향을 미칩니다.
• 재료 구성 및 품질: 판재의 품질이 낮거나 합금 구성이 고르지 않으면 절삭 효과에 변동이 생길 수 있습니다.

다양한 재료에서 발생하는 버(burr) 문제에 대한 특별한 고려 사항

• 탄소강판(산소 절단): 하단 버는 대부분 단단하고 부서지기 쉬운 산화철 슬래그입니다. 주요 원인은 산소 순도, 초점 위치, 출력 속도의 조합입니다.
• 스테인리스강 및 알루미늄 판재(질소 절단): 바닥면의 버는 대부분 부드럽고 길게 남아 있는 용융 금속 잔여물입니다. 첫 번째 작업은 질소 압력이 충분히 높은지, 가스가 순수한지, 노즐이 적합한지 확인하는 것입니다.

체계적인 해결 프로세스 권장 사항

1. 기록 및 복제:현재 버 플레이트의 종류, 두께 및 모든 공정 매개변수(전력, 속도, 공기압, 초점, 노즐 종류)를 자세히 기록하십시오.

2. 단일 변수 조정:시험 촬영 비교를 위해서는 한 번에 하나의 매개변수만 조정하십시오(가스 압력과 초점 위치부터 시작하는 것이 좋습니다).

3. 간단한 문제 해결부터 복잡한 문제 해결까지:

• 1단계: 노즐과 렌즈를 점검하고 청소하십시오.
• 2단계: 가스의 순도와 압력을 확인합니다.
• 3단계: 초점 위치를 최적화합니다.
• 4단계: 출력과 속도의 균형을 조정합니다.
• 5단계: 장치의 광 경로 및 동심도를 보정합니다.

4. 표준 매개변수 라이브러리를 구축합니다.다양한 브랜드, 두께 및 재질의 강판에 대한 최적의 매개변수가 발견되면, 이를 기록하여 표준 작업 지침을 수립합니다.

요약:레이저 절단 시 발생하는 버(burr) 문제를 해결하는 핵심은 "충분한 에너지 입력을 확보하고, 안정적이고 깨끗하며 올바른 방향의 공기 흐름을 통해 용융물을 적시에 제거하는 것"입니다. 이는 작업자가 인내심을 갖고 과학적인 방법을 통해 점진적으로 조사하고 최적화해야 하는 체계적인 문제입니다. 위의 모든 단계를 점검하고 조정 후에도 문제가 지속될 경우, 장비 제조업체에 문의하여 레이저 출력 에너지 또는 빔 모드 변경 여부를 확인해야 합니다.