Kaip išspręsti prilipusio šlako problemą pjaustant aliuminio plokštę lazeriu

Aliuminio šlako (dar vadinamo kabančiu šlaku, šlaku) lazeriu pjovimas yra dažna problema, daugiausia dėl didelio aliuminio šilumos laidumo, žemos lydymosi temperatūros, lengvo oksidavimosi ir išlydytos būsenos klampumo bei kitų savybių. Norint sistemingai išspręsti problemą, būtina optimizuoti dujas, parametrus, medžiagas, įrangą ir procesą. 5. Toliau pateikiamas išsamus sprendimų rinkinys:

Pagrindinis raktas: pagalbinių dujų parinkimas ir optimizavimas (tai svarbiausia dalis)

1. Pageidautinas didelio grynumo azotas

• Principas: Azotas, kaip inertinės dujos, gali veiksmingai užkirsti kelią aliuminio lydalo oksidacijai ir sumažinti lipnių aliuminio oksido (Al₂O₃) likučių susidarymą. Tuo pačiu metu aukšto slėgio azotas gali pūsti išlydytą aliuminio skystį žemyn iš plyšio, o ne kauptis vienoje pusėje.
• Grynumo reikalavimas: ≥ 99,99 % (rekomenduojama 99,995 % arba daugiau). Grynumo stoka yra viena iš pagrindinių šlako prilipimo priežasčių.
• Slėgio reikalavimai: pagal plokštės storio reguliavimą, paprastai didesnis (pvz., 3 mm aliuminio plokštės pjovimas iki 1,5–2,0 MPa). Nepakankamas slėgis veiksmingai neišpučia lydalo.

2. Aukštos kokybės suspaustas oras (ekonomiška alternatyva)

• Taikomi scenarijai: žemesni paviršiaus kokybės reikalavimai nėra aukšti arba plonos aliuminio plokštės (pvz., ≤ 3 mm) yra grubiai apdirbamos.
• Būtinos sąlygos:
• Turi būti įrengti didelio efektyvumo šaldomieji džiovintuvai ir tikslūs filtrai, siekiant užtikrinti, kad ore nebūtų vandens ir alyvos. Drėgmė ir alyva sustiprins aliuminio oksidaciją ir šlako prilipimą.
• Slėgis turėtų būti pakankamai stabilus.

3. Deguonis (specialios paskirties)

• Principas: Naudojant oksidacijos reakciją, gaunama papildoma šiluma ir padidinamas pjovimo greitis. Tačiau neišvengiamai susidarys didelis kiekis šiurkštaus ir kieto aliuminio šlako, kuris paprastai nerekomenduojamas pjovimui, kuriam nereikia šlako prilipimo, o tik tais atvejais, kai reikia labai mažų paviršiaus reikalavimų arba vėlesnio apdorojimo.

pjovimo parametrų optimizavimas

Sistemos derinimui parametrai turi būti suderinti su dujomis.

1. Galios ir greičio balansas:

• Galia per didelė / greitis per mažas: energijos perteklius sukelia per didelį aliuminio lydymąsi, išlydyto metalo telkinys tampa didesnis, dujas sunku pūsti, susidaro apatinis sferinis šlakas.
• Per maža/per greita galia: nepakanka energijos, medžiaga neperpjaunama arba dugnas per greitai aušinamas, lydalas sukietės ant krašto, kol bus galima jį nupūsti.
• Derinimo metodas: remiantis rekomenduojamais parametrais, atliekamas greičio kopėčių testas, siekiant rasti „aukso zoną“, kuri vos prasiskverbia ir mažiausiai kabo šlako.

2. Dažnis ir darbo ciklas:

• Dažnio sumažinimas ir darbo ciklo reguliavimas kartais padeda kontroliuoti šilumos tiekimą ir sumažinti dugno perkaitimą. Plonoms plokštėms galima naudoti aukštesnius dažnius.

3. Fokusavimo padėtis:

• Pabandykite šiek tiek sumažinti fokusą (neigiamas defokusavimas), kad energija būtų labiau koncentruota apatinėje plokštės pusėje, o tai palengvins lydalo išpūtimą iš apačios. Tai veiksminga priemonė apačioje kabančiam šlakui pagerinti. Ją reikia tiksliai sureguliuoti atsižvelgiant į realią situaciją.

Įrangos ir eksploatacinių medžiagų būsena

1. Purkštukų patikrinimas ir pasirinkimas:

• Būsena: Įsitikinkite, kad antgalis nėra susidėvėjęs, deformuotas ir nėra centrų su centrais. Susidėvėjęs antgalis sukels turbulenciją oro sraute ir silpną šlako pūtimą.
• Skersmuo: paprastai naudokite didesnio skersmens antgalį (pvz., φ2,0 mm arba didesnį) su aukšto slėgio azotu, kad susidarytų stipresnis ir platesnis oro srauto barjero padengimas.

2. Spindulio kokybė:

• Įsitikinkite, kad lazerio galvutės lęšis (fokusavimo veidrodis, apsauginis veidrodis) yra švarus ir be teršalų, ir kad spindulio energijos pasiskirstymas yra tolygus ir koncentruotas.

Medžiagos ir proceso paruošimas

1. Aliuminio plokštės paviršius ir medžiaga:

• Valymas: Prieš pjaustydami aliuminio plokštės paviršių, pašalinkite alyvos, dulkių ir oksido sluoksnį. Galima naudoti specialią aliuminio lydinių valymo priemonę.
• Lydinio rūšis: skirtingų aliuminio lydinių charakteristikos skiriasi. Paprastai 5 serijos (pvz., 5052) geriau pjauna, mažiau lipnus šlakas nei 6 serijos (pvz., 6061). Silicio, magnio ir kitų elementų lydinio klampumas yra didesnis.
• Oksido sluoksnis: jei plokštės paviršiuje yra stora oksido plėvelė, ją galima šiek tiek poliruoti arba marinuoti.

2. Darbinis atstumas:

• Įsitikinkite, kad atstumas nuo purkštuko iki plokštelės yra pastovus ir tinkamas (paprastai 0,5–1,5 mm). Per didelis atstumas sumažins dujų slėgį.

3. Perforacija ir švinas:

• Optimizuokite perforacijos parametrus, kad perforacijos metu ant paviršiaus nesikauptų purslai.
• Kad ruošinio kontūro pradžioje nesikauptų šlakas, naudokite išorinius arba lanko laidus.

Gydymas po pjovimo (korekcinis veiksmas)

Jei vis dar šiek tiek kabo šlako, galima imtis šių priemonių:

1. Fizinis pašalinimas:Rankiniu būdu pašalinkite grandikliu, nerūdijančio plieno šepečiu arba šveitimo kempine. Sunkiam plokščių kietajam šlakui valyti gali prireikti nedidelio kampinio šlifuoklio su specialiu nailono disku.

2. cheminis valymas:Naudojant specialų aliuminio valymo skystį arba praskiesto šarminio tirpalo panardinamąją servetėlę, galima ištirpinti dalį lipnaus šlako. Atminkite, kad reikia vengti stiprių rūgščių ir šarmų naudojimo, o po apdorojimo kruopščiai nuplauti vandeniu ir išdžiovinti.

3. Smėliapūtė:Serijinėms detalėms arba toms, kurioms reikalingas vienodas matinis paviršius, smėliasrovei galima naudoti smulkų smėlį (pvz., stiklo karoliukus).

Atlikus minėtą sistemingą tyrimą ir optimizavimą, lazeriu pjaustomo aliuminio lakšto šlako prilipimo problemą galima efektyviai kontroliuoti, kad būtų pasiektas aukštos kokybės pjovimas. Svarbiausia suprasti, kad „efektyvus didelio grynumo dujų valymas“ yra šerdis, o visi kiti parametrai yra koordinuojami aplink šią 1 šerdį.