두꺼운 판재 천공 시 잔여물이 절단에 영향을 미치는 문제를 해결하는 방법

두꺼운 판재를 레이저 절단할 때, 천공 과정에서 발생하는 잔류물(슬래그)은 절단 품질에 영향을 미치는 흔한 문제이지만 최적화가 가능합니다. 이러한 잔류물은 일반적으로 천공 과정 중 에너지 제어 불량, 가스 매개변수 불일치 또는 부적절한 공정 매개변수로 인해 발생합니다. 다음은 시스템 솔루션 및 최적화 권장 사항입니다.

천공 공정 최적화

1. 점진적 천공(겹쳐쓰기 천공) 사용

• 두꺼운 판재(예: 15mm 이상)의 경우, 한 번에 높은 피크 전력을 사용하는 천공 방식을 피하고, 단계적 전력 증가 또는 분할 천공 방식을 사용하여 재료를 점진적으로 관통시켜 슬래그 비산을 줄이십시오.
• 작동 방법: 절단 소프트웨어에서 "분할 천공" 매개변수를 설정하고, 먼저 낮은 출력으로 예열한 다음, 출력을 점차 높여 천공합니다.

2. 천공 매개변수를 조정합니다.

• 최대 전력을 줄이고 천공 시간을 연장하십시오:순간적인 에너지 폭발로 인해 발생하는 용융 물질의 비산 현상을 줄입니다.
• 천공 빈도(작동 주기)를 높이십시오.과도한 용융을 방지하기 위해 레이저 펄스 에너지 출력 리듬을 제어합니다.
• 예시 파라미터 참조 (20mm 탄소강을 예시로 사용):
• 출력: 1000~1500W (장비 용량에 따라 조정)
• 천공 시간: 1.5~3초
• 펄스 주파수: 200-500Hz
• 보조 가스 압력: 단계별 조정(아래 참조)

보조 가스 제어

1. 가스 종류 및 압력 최적화

• 탄소강: 산소(O₂)를 보조 가스로 사용하지만 압력 제어가 필요합니다. 천공 단계에서는 먼저 낮은 압력(0.5~1bar)을 사용하고, 천공 후 고압(1.5~2.5bar)으로 전환하여 산소의 과도한 반응으로 인한 다량의 슬래그 생성을 방지할 수 있습니다.
• 스테인리스강/합금강: 질소(N₂) 또는 공기를 사용하고, 천공 시에는 중저압(6-10bar)을 사용하며, 관통 후에는 고순도 질소 고압 절단으로 전환합니다.

2. 가스 공급 지연 및 조기 중단

• 천공이 완료되기 전에 가스를 전환하십시오: 천공이 거의 완료될 무렵 절단용 가스 매개변수로 전환하여 구멍 내부의 슬래그를 효과적으로 제거하십시오.
• 가스 예열 시간을 늘리십시오: 천공 전에 0.5~1초 동안 가스를 불어 넣어 구멍 주변을 청소하고 주변 재료를 냉각시키십시오.

초점 위치 및 노즐 조정

1. 초점 위치

• 천공 시에는 조리개를 넓히고 슬래그 배출을 용이하게 하기 위해 상대적으로 초점이 판재 표면 아래에 위치하도록 디포커스(defocus)를 적용하십시오. 예를 들어, 20mm 탄소강의 경우 초점을 표면 아래 3~5mm에 설정할 수 있습니다.
• 관통 후, 절단 요구 사항에 따라 초점을 최적의 위치로 조정하십시오.

2. 노즐 선택 및 높이

• 가스 분사 범위를 넓히고 슬래그 배출을 촉진하려면 직경이 더 큰 노즐(예: φ2.0-φ3.0mm)을 사용하십시오.
• 노즐 높이가 적절한지(일반적으로 1.0~2.0mm) 확인하십시오. 높이가 너무 높으면 가스 확산이 발생하고, 너무 낮으면 스퍼터링 손상이 발생합니다.

프로세스 경로 및 프로그래밍 기술

1. 미리 뚫린 리드 홀

• 두께가 매우 두꺼운 판재(예: 30mm 이상)의 경우, 먼저 기계적으로 작은 직경의 파일럿 구멍을 뚫은 다음, 파일럿 구멍에서부터 레이저 절단을 시작하여 직접적인 천공을 방지할 수 있습니다.

2. 천공점 오프셋을 설정합니다.

• 프로그래밍 시 천공 지점을 실제 윤곽선에서 1~2mm 정도 벗어나게 설정한 다음, 절단 시 오프셋된 지점에서 윤곽선으로 이동하여 잔여물 축적 영역을 방지하십시오.

3. 절단 경로 최적화

• 나선형 천공 또는 원형 절단 시작점은 슬래그를 절단되지 않은 영역으로 퍼뜨리는 데 사용됩니다.

장비 및 유지보수 점검

1. 레이저 상태

• 출력 전력이 안정적인지 확인하고, 렌즈/보호 거울이 깨끗한지 확인하며, 에너지 감쇠로 인한 불충분한 천공을 방지하십시오.

2. 가스 순도 및 유량

• 가스(특히 질소/산소)의 순도를 확보하고, 가스 통로가 막혔거나 누출되는지 정기적으로 점검하십시오.

3. 노즐이 광학 부품과 정렬됩니다.

• 가스 흐름의 대칭성을 확보하기 위해 노즐과 레이저 빔의 동심도를 정기적으로 보정하십시오.

재료 및 환경적 요인

1. 판재의 표면 처리

• 절단하기 전에 판재 표면의 녹, 기름때 또는 코팅을 제거하여 불순물이 반응에 참여하는 것을 줄이십시오.

2. 판의 평탄도

• 판이 평평한지 확인하고 가스 누출 및 에너지 반사를 유발하는 틈이 없도록 하십시오.

파라미터 디버깅 프로세스 권장 사항

1. 먼저 다른 매개변수를 고정하고, 천공 시간과 출력을 점진적으로 조정하면서 발생하는 슬래그의 양을 관찰하고 평형점을 찾습니다.

2. 최적화 매개변수를 기록하고 다양한 재료/두께에 대한 공정 데이터베이스를 구축합니다.

3. 시험 및 검증: 정식 절단 전에 슬래그가 감소되었는지 확인하기 위해 폐기물에 대해 여러 차례 천공 시험을 실시합니다.

요약: 주요 사항 간략 확인

위와 같은 종합적인 조정을 통해 두꺼운 판재 천공 잔여물을 크게 줄이고 절단 품질과 효율을 향상시킬 수 있습니다. 문제가 지속될 경우 장비 제조업체에 문의하여 하드웨어 테스트 또는 공정 지원을 받으시기 바랍니다.