레이저 절단기를 사용하다 보면 문제가 발생하는 것은 불가피합니다. 그렇다면 이러한 문제들을 어떻게 해결해야 할까요? 다음 7가지 질문을 살펴보세요. 여러분은 작업 과정에서 이러한 문제들을 경험해 본 적이 있나요?
1. 절단 펀치 기술. 기판 가장자리에서 시작하는 몇몇 경우를 제외하고, 모든 열 절단 기술은 일반적으로 기판에 작은 구멍을 뚫어야 합니다. 레이저 스탬핑 복합기에서는 먼저 펀치를 사용하여 구멍을 뚫은 다음, 레이저를 이용하여 작은 구멍을 절단합니다. 천공기를 사용하지 않고 레이저 절단기로 구멍을 뚫는 기본적인 방법은 두 가지가 있습니다.
블라스팅 천공 – 연속 레이저를 재료에 조사하여 재료 중앙에 크레이터를 형성한 후, 레이저 빔과 동축으로 분사되는 산소 기류를 이용하여 크레이터를 빠르게 용융시켜 제거합니다. 일반적으로 구멍의 크기는 판재의 두께와 관련이 있습니다. 블라스팅 구멍의 평균 직경은 판재 두께의 절반입니다. 따라서 두꺼운 판재의 경우 블라스팅 구멍의 직경이 원형이 아닌 더 커지게 되어 높은 가공 정밀도가 요구되는 부품에는 적합하지 않고 폐기될 수밖에 없습니다. 또한, 이 공정에서 사용하는 산소 환경 압력은 절단 시와 동일하기 때문에 비산 현상이 더 크게 나타납니다.
펄스 펀치는 피크 출력의 펄스 레이저를 사용하여 소량의 재료를 용융 또는 증발시키는 방식입니다. 발열 산화로 인한 구멍 확장을 줄이기 위해 공기 또는 질소를 보조 가스로 사용하는 경우가 많습니다. 절단 시 가스 압력은 산소 압력보다 낮습니다. 레이저에서 발생하는 각 펄스는 깊이 방향으로 점진적으로 발달하는 미세한 입자 제트만을 생성하므로 두꺼운 판재를 몇 초 안에 천공해야 합니다. 천공이 완료되면 보조 가스 대신 산소를 사용하여 절단합니다. 이러한 방식은 천공 직경에 미치는 영향이 적고, 천공 품질은 폭발 천공보다 우수합니다. 레이저 절단에 사용되는 레이저는 높은 출력뿐만 아니라 빔의 시간적, 공간적 특성도 갖춰야 하므로 일반적인 횡류형 CO2 레이저는 레이저 절단 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 또한, 다양한 가스 종류, 가스 압력 전환 및 천공 시간 제어를 구현하기 위해서는 더욱 안정적인 가스 경로 제어 관리 시스템이 필요합니다.
고품질 절단을 얻기 위해서는 공작물이 정지해 있을 때의 펄스 펀칭 방식에서 정속 연속 절단 방식으로의 전환 기술에 주의를 기울여야 합니다. 이론적으로는 초점 거리, 노즐 위치, 가스 압력 등 기업 가속부의 절단 기술 조건을 변경할 수 있지만, 실제로는 작업 시간이 너무 짧아 이러한 조건 중 하나 이상을 변경하는 것은 불가능합니다. 산업 생산에서는 펄스 폭, 펄스 주파수, 또는 펄스 폭과 펄스 주파수를 모두 변경하여 평균 레이저 출력을 조절하는 것이 가능합니다. 실제 연구 결과 분석에 따르면 세 번째 방법이 가장 효과적입니다.
2. 키홀 절삭 공정의 변형 분석. 중국산 공작기계(특히 고출력 레이저 절단기)는 키홀 가공 시 폭발식 천공이 아닌 펄스식 천공(소프트 펀칭)을 사용하기 때문에 레이저 에너지가 특정 부위에 집중되어 가공되지 않은 부분은 타버리는 문제가 발생합니다. 이로 인해 구멍 변형이 발생하고 생산 및 가공 제품의 품질에 영향을 미칩니다. 현재 이 문제를 해결하기 위해 가공 과정에서 펄스식 천공(소프트 펀칭) 방식을 폭발식 천공(일반 천공) 방식으로 변경해야 합니다. 저출력 레이저 절단기의 경우에는 반대로 구멍 가공 시 다양한 펄스식 천공 방식을 적용하여 표면 조도를 향상시켜야 합니다.
3. 저탄소강 레이저 절단 시 버 발생 문제 해결: CO2 레이저 절단 작업의 기본 원리와 교육 설계를 분석한 결과, 기업에서 가공물에 버가 발생하는 주요 원인은 다음과 같습니다. 레이저 초점의 상하 위치가 정확하지 않은 경우, 초점 위치 테스트를 실시하고 초점 오프셋을 적시에 조정해야 합니다. 레이저 출력이 부족한 경우, 레이저 발생기 담당자가 정상적으로 작동하는지 확인하고, 정상 작동하지 않을 경우 레이저 기술 제어 시스템 버튼의 출력 수치 설정이 올바른지 확인하고 조정해야 합니다. 절단 속도가 너무 느린 경우, 실제 작업 시 위험 관리를 위해 절단 속도를 높여야 합니다. 절단 가스의 순도가 충분하지 않은 경우, 경제적이고 고품질의 절단 관리 작업 환경 가스를 개발해야 합니다. 레이저 초점 오프셋이 있는 경우, 초점 위치 테스트를 실시하고 초점 오프셋을 지속적으로 조정해야 합니다. 공작기계를 장시간 가동할 경우, 담당자는 기계를 껐다가 다시 켜야 합니다.
레이저 절단 시 스테인리스강 및 알루미늄 아연판 가공물의 버(burr) 발생 분석. 이러한 상황이 발생하는 경우, 우선 저탄소강 절단 시 버 발생 요인을 고려해야 하지만, 단순히 절단 속도를 높이는 것만으로는 충분하지 않습니다. 절단 속도를 높이면 가공 속도가 빨라지지만, 때로는 판재 마모가 발생하지 않는 경우가 있습니다. 특히 알루미늄 아연판 가공 시 이러한 상황이 중요하게 다뤄집니다. 이때 노즐 교체, 가이드 레일의 불안정한 움직임 등 해결 방안을 고려해야 합니다.
레이저 절단이 완전히 이루어지지 않는 현상에 대한 분석 결과, 다음과 같은 몇 가지 상황이 가공 품질에 영향을 미치는 불안정성의 주요 원인으로 밝혀졌습니다. 레이저 헤드 노즐과 가공 판재 두께의 부적합; 레이저 절단 라인 속도가 너무 빠른 경우(운영 체제 제어 기능을 통해 라인 속도를 줄여야 함); 노즐 유도 오류로 인해 레이저 초점 위치 오차가 너무 큰 경우(노즐 유도 데이터를 다시 측정해야 함, 특히 알루미늄 절단 시 이러한 문제가 발생할 가능성이 높음).
6. 저탄소강 절단 시 발생하는 스파크 이상 현상은 절단면 마감 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 다른 매개변수가 정상인 경우, 다음 사항을 고려해야 합니다. 레이저 헤드 노즐 분실: 즉시 노즐을 교체하십시오. 새 노즐을 구할 수 없는 경우, 절단 작업 환경의 가스 압력을 높여야 합니다. 노즐과 레이저 헤드 사이의 나사산이 헐거워진 경우: 즉시 절단을 중단하고 레이저 헤드 연결부의 작동 상태를 점검한 후 나사산을 다시 조여야 합니다.
7. 레이저 절단기에서 절단 과정 중 렌즈에 물방울이 맺히는 것을 방지하기 위해 보조 가스가 필수적입니다! 우리나라에서는 산소와 질소가 일반적으로 사용됩니다. 물론 가스의 순도가 높을수록 절단 품질이 좋아집니다. 많은 고객들이 비용 절감을 위해 에어 커팅을 선택하지만, 절단 과정에서 렌즈에 김서림이 발생하여 절단 품질이 매우 떨어지는 경우가 있습니다. 왜 그럴까요?
먼저, 우리 모두에게 널리 알려진 보조 가스의 역할에 대해 설명드리겠습니다. 1. 잔류물을 날려 보내 최상의 절단 효과를 얻습니다. 2. 가스를 사용하여 용융 금속을 날려 보냅니다.
게시 시간: 2023년 2월 28일
