Hoe krijg je een heldere, gepolijste rand bij het lasersnijden van stalen platen?

Om bij het lasersnijden van stalen platen (meestal koolstofstaal) een oxidevrij, sterk reflecterend snijoppervlak te verkrijgen (ook wel "bright-face cutting" genoemd), is het essentieel om oxidatie tijdens het snijproces volledig te voorkomen.en door nauwkeurig afgestelde snijparameters te gebruiken die het gesmolten materiaal volledig wegblazen. Gewoon luchtsnijden resulteert in een ruw, grijs oppervlak met een oxidelaag. Volg deze belangrijke stappen en principes om een ​​glanzend snijoppervlak te verkrijgen:

Kernprincipe

De essentie van het slijpen van glanzende oppervlakken is "smeltend slijpen" in plaats van "oxiderend slijpen".

Oxidatief snijden (gewone lucht): het gebruik van zuurstof als hulpstofgas, intense exotherme reactie (verbranding) tussen ijzer en zuurstof, waarbij een grote hoeveelheid ijzeroxideslak ontstaat, het snijvlak ruw en grijszwart.

Smeltsnijden (spiegelglad snijden): Hierbij wordt zeer zuivere stikstof (N2) of argon (Ar) als hulpgas gebruikt. Het inerte gas wordt afgesloten van zuurstof, de laser smelt alleen het metaal en het hogedrukgas blaast de zuivere metaaloplossing weg om een ​​glanzend zilverkleurig oppervlak zonder oxidatie te verkrijgen.

Belangrijke elementen en stappen voor het bereiken van een glanzend oppervlak na het snijden.

1. Hulpgas: er moet stikstof van hoge zuiverheid worden gebruikt.

• Zuiverheidseisen: ≥ 99,99% (meestal 99,99% of hoger). Onvoldoende zuiverheid kan leiden tot sporen van oxidatie, wat de oppervlakteafwerking beïnvloedt.
• Drukvereisten: zeer hoog. Afhankelijk van de dikte van de plaat is doorgaans een stabiele druk van 15-20 bar (ongeveer 1,5-2,0 MPa) of zelfs hoger vereist. Hiervoor is een tank met een grote doorstroomcapaciteit voor vloeibare stikstof of een stikstofgenerator nodig; een gewone luchtcompressor kan hier niet aan voldoen.
• Functie: gesmolten metaal wegblazen, snijnaad koelen, zuurstof isoleren.

2. Laservermogen en -modus: een hoog vermogen en een hoogwaardige laserstraal zijn vereist.

• Vermogensvereisten: Voor het snijden van een glanzend oppervlak is doorgaans een hoger laservermogen nodig. Het snijden van bijvoorbeeld 6 mm dik koolstofstaal met een glanzend oppervlak met een 4000W laser is gemakkelijker en effectiever dan het snijden van gewone platen van dezelfde dikte. Onvoldoende vermogen leidt tot een te lage snijsnelheid en warmteontwikkeling, wat de kwaliteit negatief beïnvloedt.
• Straalkwaliteit: een single-mode laser of quasi-single-mode laser heeft, vanwege de hogere energiedichtheid en kleinere spot, inherente voordelen bij het snijden van heldere oppervlakken in vergelijking met een multi-mode laser, waardoor een fijnere en helderdere doorsnede kan worden verkregen.

3. Snijparameters: fijnafstelling

De volgende parameters moeten nauwkeurig worden geoptimaliseerd op basis van de apparatuur en de gasomstandigheden:

• Snijsnelheid: Vergeleken met zuurstofsnijden zal de snelheid aanzienlijk lager liggen. Als de snelheid te hoog is, wordt het smeltmateriaal niet goed weggeblazen en blijft er slak aan de achterkant kleven; als de snelheid te laag is, is de warmtetoevoer te hoog en kan de plaat oververhit raken en verkleuren.

Keuze en hoogte van de sproeier:

• Spuitmonddiameter: doorgaans wordt een grotere spuitmonddiameter gekozen (zoals φ3 mm of φ4 mm) om de hoge druk en grote stroom stikstof aan te kunnen en zo een stabiele luchtstroom te garanderen die de gehele spleet bedekt.
• Spuitstukhoogte: Deze moet nauwkeurig worden geregeld, doorgaans iets hoger dan bij snijden met zuurstof om een ​​goede luchtgordijnbescherming te creëren.
• Scherpstelpositie: De scherpstelling wordt meestal op het oppervlak van de plaat of iets daaronder ingesteld. De beste positie moet experimenteel worden bepaald om de smalste en helderste spleet te verkrijgen.
• Modulatie van piekvermogen/frequentie: Bij sommige dikkere platen helpt het gebruik van een geschikte pulssnijmodus om de warmte-input te beheersen en zo een beter, glanzender oppervlak te verkrijgen.

4. Bestuursvereisten

• Oppervlaktereiniging: olie, roest en coatings op het oppervlak van de plaat beïnvloeden het snijresultaat en moeten daarom vooraf worden verwijderd.
• Gelijkmatig materiaal: Een ongelijkmatig materiaal resulteert in inconsistente glittereffecten.

Samenvatting van het bedieningsproces

1. Voorbereiding:Zorg ervoor dat u stikstof van hoge zuiverheid en een hogedrukgastoevoersysteem gebruikt. Reinig het plaatoppervlak.

2. Selecteer het mondstuk:Installeer een sproeier met een grote diameter die geschikt is voor hogedruksnijden met stikstof (bijvoorbeeld φ3mm).

3. Parameters instellen:Selecteer de modus "Stikstofsnijden" of "Helder oppervlak snijden" in de snijbesturingssoftware. Voer het plaatmateriaal (koolstofstaal) en de dikte in.

4. Belangrijkste referentiepunten voor aanpassing:

• Het hulpgas werd ingesteld op N2.
• De gasdruk wordt ingesteld op het hoge drukbereik (probeer bijvoorbeeld voor 6 mm koolstofstaal eerst 18 bar).
• Verlaag de snijsnelheid aanzienlijk (eventueel met zuurstofsnijden en een snijsnelheid van 1/3 tot 1/2 van de dikte).
• Stel de scherpstelling en de hoogte van het mondstuk naar wens in.

5. Proefsnijden en optimalisatie:Gebruik eerst kleine afbeeldingen of reststukjes om te proberen te snijden. Observatiegedeelte:

• Als het bovenste gedeelte helder is en het onderste gedeelte zwart of met slakken bedekt is, kan dit duiden op een te hoge druk of onvoldoende luchtdruk.
• Als het hele gedeelte geel of geoxideerd is: de zuiverheid van de stikstof is onvoldoende of de druk is te laag, en er is zuurstof bijgemengd.
• Als het snijvlak niet transparant is of als er veel slak aan vastzit: onvoldoende vermogen, te hoge snelheid of verkeerde scherpstelling.

6. Formeel knippen:Na de voltooiing van de parameteroptimalisatie volgt de formele uitsnijding.

Overwegingen en beperkingen

• Hogere kosten:Er wordt een grote hoeveelheid stikstof van hoge zuiverheid verbruikt, de snijsnelheid is laag en de eenheidskosten zijn veel hoger dan bij snijden met zuurstof.
• Diktelimiet:Het glanzende oppervlakeffect wordt minder naarmate de dikte toeneemt. Het werkt meestal het beste op middel- en dunne koolstofstalen platen (1-12 mm). Wanneer de plaatdikte de capaciteit van de apparatuur overschrijdt, is het moeilijk om een ​​perfect glanzend oppervlak te verkrijgen.
• Apparatuurvereisten:Het laservermogen, de straalkwaliteit, de machinestabiliteit en het gastoevoersysteem stellen hogere eisen.
• Hoofdapplicatie:Gebruikt voor het voldoen aan de eisen op het gebied van uiterlijk, lassen en spuitkwaliteit van werkstukken, zoals liftpanelen, precisie-mechanische onderdelen, uiterlijke onderdelen, enz., om het daaropvolgende slijpproces te vermijden.

Simpel gezegd, om het heldere oppervlak te verwijderen, moet je de drie elementen onthouden: stikstof onder hoge druk en met een hoge zuiverheid, hoog vermogen en een goede lichtbundel, en fijnafstelling van de parameters bij lage snelheid.Het is raadzaam om bij de fabrikant van de apparatuur een basistabel met parameters voor een specifiek model en dikte op te vragen en deze als basis te gebruiken voor fijnafstelling op locatie.