English
head_banner

Memecahkan Kod: Dua Jenis Dross Biasa di Udara Pemotongan Laser Fokus Negatif Keluli Karbon

Pengenalan
Dalam proses pemotongan laser keluli karbon dengan udara di bawah keadaan fokus negatif, lekatan sanga merupakan isu yang lazim. Masalah ini bukan sahaja menjejaskan kualiti permukaan pemotongan dengan ketara, seperti menyebabkan kekasaran dan ketidakrataan, tetapi juga mengurangkan kecekapan pengeluaran dengan memerlukan langkah pemprosesan pasca tambahan untuk membuang sanga. Dalam senario pengeluaran perindustrian, terutamanya dalam proses pembuatan yang memerlukan pemotongan keluli karbon yang berketepatan tinggi dan cekap tinggi, kehadiran lekatan sanga boleh menyebabkan peningkatan kos dan penurunan daya saing produk. Oleh itu, memahami dan menangani masalah ini adalah sangat penting. Artikel ini akan meneroka dua jenis lekatan sanga yang biasa, bertujuan untuk memberikan pandangan mendalam dan penyelesaian praktikal untuk pengeluar dan pengendali di lapangan.

Jenis 1: Bur Berterusan, Menitis (Dross) di Bahagian Bawah

Ciri-ciri

Jenis dross ini dicirikan oleh bentuknya yang agak besar dan berterusan. Ia melekat kuat pada tepi bawah bahagian pemotongan, dan kelihatan seperti rentetan manik logam cair. Diameter manik ini boleh berkisar dari beberapa milimeter hingga lebih besar, bergantung pada keadaan pemotongan tertentu. Dross yang berterusan dan terkulai ini bukan sahaja mempengaruhi penampilan tepi potong tetapi juga mempunyai kesan yang ketara terhadap pemprosesan bahan kerja seterusnya. Contohnya, dalam pembuatan jitu, dross sedemikian boleh mengganggu pemasangan bahagian, sekali gus mengurangkan ketepatan keseluruhan produk.

Punca-punca

  • Tenaga yang tidak mencukupiIni adalah sebab yang paling asas. Pemotongan fokus negatif bermaksud titik fokus berada di bawah permukaan plat, menyebabkan diameter bintik meningkat dan ketumpatan tenaga berkurangan. Jika tenaga tidak mencukupi untuk mengewap atau mencairkan bahan sepenuhnya, logam cecair yang tinggal tidak dapat ditiup sepenuhnya oleh gas bantu, dan dengan itu memeluwap di bahagian bawah untuk membentuk dross. Contohnya, apabila memotong plat keluli karbon tolok tebal dengan tetapan kuasa laser yang tidak sesuai, tenaga yang sampai ke bahagian bawah potongan adalah jauh daripada mencukupi untuk mengendalikan isipadu bahan, yang membawa kepada pembentukan dross.
  • Tekanan udara yang tidak mencukupi atau tidak stabilPemampat udara mungkin tidak memberikan tekanan yang mencukupi, atau mungkin terdapat turun naik tekanan udara yang ketara. Ini mengakibatkan ketidakupayaan untuk menjana momentum yang mencukupi untuk meniup cecair logam lebur keluar dari celah. Memandangkan udara, sebagai gas tambahan, mempunyai tenaga kinetik yang jauh lebih rendah berbanding nitrogen, ia mempunyai keperluan tekanan udara yang lebih tinggi. Dalam beberapa barisan pengeluaran perindustrian dengan sistem bekalan udara yang semakin tua, tekanan udara yang tidak stabil boleh menyebabkan kualiti pemotongan yang tidak konsisten, dengan kotoran kerap muncul disebabkan oleh penyingkiran logam lebur yang tidak berkesan.
  • Kelajuan pemotongan yang berlebihanApabila plat bergerak terlalu pantas berbanding dengan pancaran laser, tenaga yang diserap setiap unit panjang bahan tidak mencukupi. Akibatnya, bahan tidak dipotong sepenuhnya, dan bahan cair tidak mempunyai masa yang cukup untuk ditiup angin. Dalam percubaan pemotongan berkelajuan tinggi tanpa pengoptimuman parameter yang betul, pergerakan pantas bahan kerja boleh menyebabkan laser terlepas beberapa kawasan, meninggalkan bahan yang tidak dipotong atau sebahagiannya dipotong yang memejal menjadi najis.
  • Kedudukan fokus yang tidak betulJika jumlah fokus negatif ditetapkan terlalu besar, tenaga akan tersebar secara berlebihan. Akibatnya, tenaga di bahagian bawah hirisan tidak mencukupi, menjadikannya sukar untuk memproses sepenuhnya bahan di bahagian bawah, dan akhirnya menyebabkan pembentukan kotoran.

Penyelesaian

  • Optimumkan kuasa laser:
    • Meningkatkan kuasa dengan sewajarnyaMeningkatkan kuasa laser adalah cara paling langsung dan berkesan untuk meningkatkan input tenaga. Adalah penting untuk memastikan kuasa tersebut sepadan dengan ketebalan plat dan kelajuan pemotongan. Untuk plat keluli karbon setebal 5 mm, selepas beberapa siri ujian, didapati bahawa meningkatkan kuasa laser daripada 1000W kepada 1200W boleh mengurangkan jumlah kotoran dengan ketara.
  • Laraskan kedudukan fokus:
    • Kurangkan jumlah fokus negatifCuba laraskan titik fokus ke atas (ke arah permukaan plat) untuk mengurangkan jumlah fokus negatif. Ini boleh meningkatkan ketumpatan tenaga di bahagian bawah hirisan. Ujian proses kedudukan fokus boleh dijalankan, memotong dengan parameter berbeza daripada jumlah fokus negatif 1mm hingga 3mm, untuk mencari titik fokus dengan kotoran paling sedikit. Contohnya, dalam ujian memotong plat keluli karbon setebal 3 mm, didapati bahawa jumlah fokus negatif 1.5mm menghasilkan potongan paling bersih dengan kotoran minimum.
  • Laraskan parameter gas:
    • Meningkatkan tekanan udaraPastikan tekanan udara cukup tinggi. Untuk plat nipis, tekanan 0.8 – 1.2MPa mungkin diperlukan, dan untuk plat tebal, tekanan yang lebih tinggi diperlukan. Periksa pemampat udara dan sistem pengeringan dan penapisan secara berkala untuk memastikan sumber gas adalah tulen, kering, dan tekanannya stabil. Bahan cemar seperti minyak dan kelembapan di udara boleh menjejaskan kesan pemotongan dengan serius. Di bengkel pembuatan, selepas menggantikan pengatur tekanan udara yang tidak berfungsi dan memasang penapis pengeringan udara berkecekapan tinggi, kualiti pemotongan meningkat dengan ketara, dengan lebih sedikit kotoran.
  • Kurangkan kelajuan pemotongan:
    • Kurangkan kelajuan dengan sewajarnyaMengurangkan kelajuan pemotongan membolehkan bahan menyerap tenaga dengan lebih banyak masa, memastikan ia cair sepenuhnya dan ditiup angin. Kelajuan dan kuasa perlu diselaraskan secara koordinasi untuk mencari keseimbangan terbaik. Apabila memotong plat keluli karbon setebal 8 mm, mengurangkan kelajuan pemotongan daripada 1000mm/min kepada 800mm/min sambil mengekalkan kuasa yang sesuai dapat menghapuskan kotoran berterusan di bahagian bawah dengan berkesan.

Jenis 2: Pasir Berbutir Halus dan Keras di Bahagian Bawah

Ciri-ciri

Jenis dross ini dicirikan oleh teksturnya yang halus dan keras. Ia kelihatan seperti granul atau serbuk kecil, melekat kuat pada permukaan pemotongan. Zarah-zarah dross berbutir ini biasanya jauh lebih kecil saiznya berbanding dross berterusan jenis pertama, biasanya dalam julat mikrometer hingga sub-milimeter. Kekerasannya menjadikannya sukar untuk ditanggalkan semasa pemprosesan pasca, selalunya memerlukan kaedah mekanikal atau kimia yang lebih agresif. Contohnya, apabila menggunakan berus dawai mudah untuk membersihkan, dross berbutir mungkin masih kekal di permukaan, yang menjejaskan keseluruhan kemasan dan kualiti bahan kerja.

Punca-punca

  • Pengoksidaan bahan yang berlebihanIni adalah ciri semula jadi pemotongan berbantukan udara. Dalam persekitaran suhu tinggi semasa pemotongan, oksigen di udara bertindak balas dengan ganas dengan keluli karbon. Tindak balas kimia terutamanya termasuk Fe + O₂ → FeO/Fe₃O₄/Fe₂O₃. Oksida yang dihasilkan (terutamanya oksida besi) mempunyai takat lebur yang tinggi dan kelikatan yang besar. Akibatnya, ia tidak mudah ditiup oleh gas tambahan dan mengembun untuk membentuk najis keras. Dalam pemotongan paip keluli karbon berdinding tebal dengan udara sebagai gas tambahan, sejumlah besar oksida besi takat lebur tinggi dihasilkan, yang sukar dikeluarkan dari kawasan pemotongan, yang membawa kepada pembentukan najis berbutir.
  • Input haba yang berlebihanWalaupun tenaga yang tidak mencukupi membawa kepada jenis dross yang pertama, jumlah input haba yang berlebihan, biasanya disebabkan oleh gabungan kuasa tinggi dan kelajuan rendah, boleh menyebabkan plat terbakar secara berlebihan. Ini mengakibatkan penghasilan sejumlah besar oksida takat lebur tinggi, yang memburukkan lagi masalah dross. Apabila cuba memotong kepingan keluli karbon nipis dengan kuasa laser yang terlalu tinggi dan kelajuan pemotongan yang sangat perlahan, bahan tersebut bukan sahaja mengalami pengoksidaan yang berlebihan tetapi juga cair dan mengewap secara tidak sekata, meninggalkan dross berbutir pada permukaan potongan.
  • Haus muncung atau ketidaksejajaranMuncung yang haus boleh menyebabkan aliran udara menjadi tidak teratur, menghalangnya daripada memasuki celah secara simetri dan menegak. Jika pusat muncung tidak sepaksi dengan pancaran laser, keupayaan meniup gas akan menjadi lemah, dan sanga cair tidak dapat disingkirkan dengan berkesan. Dalam barisan pengeluaran di mana muncung digunakan untuk tempoh yang lama tanpa penggantian, muncung yang haus menyebabkan aliran udara menyimpang dari arah optimum, mengakibatkan pengumpulan kotoran berbutir pada permukaan pemotongan disebabkan oleh penyingkiran sanga yang tidak berkesan.

Penyelesaian

  • Optimumkan pemadanan kelajuan dan kuasa pemotongan:
    • Mengamalkan strategi “kelajuan tinggi, kuasa sederhana”Atas dasar memastikan penembusan yang lengkap, peningkatan kelajuan dan pengurangan kuasa yang sewajarnya dapat mengurangkan masa kediaman bahan di zon suhu tinggi, sekali gus mengurangkan tindak balas pengoksidaan yang berlebihan. Pendekatan ini bertentangan dengan penyelesaian untuk jenis dross yang pertama dan memerlukan penyahpepijatan yang teliti. Untuk kepingan keluli karbon setebal 2 mm, peningkatan kelajuan pemotongan dari 1500mm/min kepada 1800mm/min sambil mengurangkan kuasa dari 800W kepada 700W dapat mengurangkan pembentukan dross berbutir dengan berkesan.
  • Laraskan parameter gas (perubahan strategik):
    • Untuk plat nipis, cuba kurangkan sedikit tekanan udaraTekanan udara yang terlalu tinggi boleh memburukkan lagi tindak balas pengoksidaan dan bukannya meniup keluar sanga. Adalah dinasihatkan untuk menggunakan tekanan udara yang lebih rendah sambil memastikan sanga boleh ditiup keluar. Dalam ujian pemotongan plat keluli karbon setebal 1 mm, mengurangkan tekanan udara daripada 1.0MPa kepada 0.8MPa, sambil mengekalkan parameter lain yang stabil, menghasilkan potongan yang lebih bersih dengan kurang serpihan berbutir.
    • Pastikan ketulenan gasHanya udara termampat kering dan bebas minyak sahaja yang perlu digunakan. Kelembapan boleh menyejukkan logam cair dengan cepat dan menggalakkan pengoksidaan, manakala pencemaran minyak boleh mengotorkan kanta dan menjejaskan kualiti pemotongan. Memasang peranti pengeringan udara dan penapisan minyak berkecekapan tinggi dalam sistem bekalan udara boleh memastikan ketulenan udara, sekali gus meningkatkan kualiti pemotongan dan mengurangkan kotoran dengan ketara.
  • Periksa dan gantikan muncung:
    • Periksa keadaan muncungPeriksa muncung secara berkala untuk haus, ubah bentuk atau penyumbatan sanga. Muncung yang haus mesti diganti dengan segera. Di bengkel pembuatan, pemeriksaan muncung yang dijadualkan setiap 50 jam operasi dapat mencegah berlakunya kotoran yang disebabkan oleh masalah muncung.
    • Kalibrasi pusat muncungGunakan kertas penjajaran atau alat penjajaran khusus untuk memastikan pusat lubang muncung bertepatan sepenuhnya dengan pancaran laser. Ini merupakan langkah penting dalam memastikan arah aliran udara yang betul. Selepas menggunakan alat penjajaran muncung profesional, kualiti pemotongan akan bertambah baik dengan ketara, dengan pengurangan ketara dalam kotoran berbutir disebabkan oleh arah aliran udara yang dioptimumkan.
  • Gunakan plat bersalut:
    • Jika keadaan pemprosesan mengizinkan, gunakan plat keluli bersalut seperti plat tergalvaniSalutan kadangkala boleh memainkan peranan "membantu fluks" tertentu semasa proses pemotongan atau mengubah sifat sanga, menjadikan najis lebih mudah ditanggalkan. Walau bagaimanapun, ini bukanlah penyelesaian asas. Apabila memotong plat keluli karbon tergalvani, salutan zink boleh bertindak balas dengan logam cair dan produk pengoksidaan dengan cara yang mengubah ciri-ciri sanga, memudahkan penyingkirannya daripada permukaan pemotongan.

Langkah Penyelesaian Masalah Pantas

Pemeriksaan Perkakasan

  • Kanta pelindungPeriksa secara berkala sama ada kanta pelindung bersih dan bebas daripada kerosakan. Kanta yang kotor atau rosak boleh melemahkan tenaga laser dengan ketara, yang membawa kepada kualiti pemotongan yang tidak konsisten dan peningkatan lekatan sanga. Jika bahan cemar dikesan, bersihkan kanta dengan teliti menggunakan agen dan alat pembersih yang sesuai.
  • MuncungPeriksa muncung untuk sebarang tanda haus, ubah bentuk atau tersumbat. Muncung yang haus dengan diameter dalaman yang membesar atau tidak sekata boleh menyebabkan aliran udara menyimpang dari arah optimum, melemahkan keupayaan meniup sanga. Gantikan muncung dengan segera jika terdapat sebarang masalah. Selain itu, pastikan saiz muncung adalah betul untuk tugas pemotongan tertentu, kerana muncung yang tidak bersaiz betul juga boleh menyumbang kepada masalah sanga.
  • Tekanan udara: Sahkan bahawa tekanan udara mencapai nilai yang ditetapkan dan kekal stabil sepanjang proses pemotongan. Pasang tolok tekanan yang boleh dipercayai untuk memantau tekanan udara dengan tepat. Turun naik tekanan udara boleh mengganggu penyingkiran logam cair yang stabil, mengakibatkan pembentukan sanga. Jika tekanan tidak mencukupi atau tidak stabil, periksa sistem bekalan udara, termasuk pemampat udara, saluran paip dan injap, untuk mengenal pasti dan menyelesaikan punca masalah.
  • Sumber gasPastikan sumber gas kering dan bersih. Kelembapan di udara boleh menyejukkan logam cair dengan cepat, menggalakkan pengoksidaan dan pembentukan sanga keras. Pencemaran minyak bukan sahaja boleh mengotorkan kanta tetapi juga menjejaskan tindak balas kimia semasa pemotongan, yang membawa kepada pemotongan yang berkualiti rendah. Pasang peranti pengeringan udara dan penapisan minyak berkecekapan tinggi dalam sistem bekalan udara untuk menjamin ketulenan udara.

Pengoptimuman Fokus

Menjalankan ujian proses kedudukan fokus adalah sangat penting. Ujian ini membantu menentukan kedudukan fokus optimum untuk bahan dan ketebalan tertentu yang dipotong. Bahan dan ketebalan yang berbeza memerlukan tetapan fokus yang berbeza untuk mencapai potongan berkualiti terbaik dengan lekatan sanga yang minimum.
Kaedah ini melibatkan pelaksanaan satu siri potongan ujian dengan jumlah fokus negatif yang berbeza-beza, biasanya antara – 1mm hingga – 3mm untuk pemotongan keluli karbon dengan udara di bawah keadaan fokus negatif. Semasa ujian, perhatikan kualiti pemotongan dengan teliti, terutamanya jumlah dan jenis lekatan sanga. Kedudukan fokus yang menghasilkan jumlah sanga yang paling sedikit, permukaan pemotongan yang licin dan penembusan bahan yang lengkap dianggap sebagai tetapan optimum. Rekodkan nilai kedudukan fokus optimum ini untuk rujukan masa hadapan apabila memotong bahan dan ketebalan yang serupa.

Pelarasan Kuasa dan Kelajuan

  • Untuk kotoran yang berterusan dan menitisJika sanga berbentuk bur berterusan yang menitis di bahagian bawah, keutamaan adalah untuk meningkatkan kuasa laser atau mengurangkan kelajuan pemotongan. Meningkatkan kuasa secara langsung menambah lebih banyak tenaga kepada proses pemotongan, memastikan bahan tersebut cair dan mengewap sepenuhnya. Mengurangkan kelajuan membolehkan bahan menyerap lebih banyak tenaga laser, memudahkan pemotongan lengkap dan penyingkiran logam cair yang berkesan. Walau bagaimanapun, semasa melaraskan parameter ini, adalah penting untuk mengekalkan keseimbangan bagi mengelakkan potensi masalah lain seperti pemanasan berlebihan atau pengoksidaan yang berlebihan.
  • Untuk kotoran berbutir halus dan kerasApabila berurusan dengan dross berbutir halus dan keras, strateginya adalah untuk meningkatkan kelajuan pemotongan atau mengurangkan kuasa dengan sewajarnya. Meningkatkan kelajuan memendekkan masa bahan berada di zon suhu tinggi, sekali gus mengurangkan tahap pengoksidaan. Mengurangkan kuasa membantu mencegah input haba yang berlebihan, yang boleh menyebabkan penghasilan sejumlah besar oksida takat lebur tinggi. Dengan mengoptimumkan gabungan kelajuan dan kuasa, pembentukan dross berbutir dapat diminimumkan dengan berkesan.

Kesimpulan

Masalah lekatan sanga dalam pemotongan fokus negatif udara keluli karbon adalah kompleks, dipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti input tenaga, parameter gas dan keadaan perkakasan. Bagi dua jenis lekatan sanga yang biasa, bur titisan berterusan dan sanga berbutir halus dan keras, pelbagai punca dan penyelesaian yang sepadan telah diterokai. Dalam pengeluaran praktikal, adalah penting untuk menguji dan mengoptimumkan parameter secara berterusan. Memeriksa komponen perkakasan secara berkala, seperti kanta dan muncung pelindung, dan memastikan kestabilan dan ketulenan sumber gas, adalah langkah asas. Melalui ujian kedudukan fokus, tetapan fokus optimum dapat ditentukan. Di samping itu, pelarasan kuasa laser dan kelajuan pemotongan yang diselaraskan mengikut jenis lekatan sanga adalah penting. Dengan mencapai keseimbangan antara "menggunakan tindak balas pengoksidaan untuk meningkatkan haba" dan "mencegah pengoksidaan berlebihan daripada menghasilkan sanga takat lebur tinggi," pemotongan keluli karbon yang berkualiti tinggi dan cekap dapat direalisasikan, memenuhi keperluan pengeluaran perindustrian moden.
Masa siaran: 19 Nov-2025