Hoe kunnen perforaties en blaasgaten bij lasersnijden worden aangepakt?

Doorboringen en blaasgaten zijn veelvoorkomende problemen bij lasersnijden en vormen belangrijke uitdagingen die de snijkwaliteit, de verwerkingsefficiëntie en de operationele veiligheid beïnvloeden. Laten we eerst twee begrippen verduidelijken:

Piercing:Dit verwijst naar het proces waarbij een laser wordt gebruikt om een ​​eerste gat in het materiaal te maken voordat het snijden begint. De problemen uiten zich doorgaans in lange doorboortijden, een laag rendement en onvolledige doorboring.

Sleutelgaten bekijken:Een ongecontroleerde situatie tijdens het doorboren, gekenmerkt door heftig spatten van gesmolten metaal, overvloedige vonken en bramen, en mogelijke schade aan het mondstuk en de lenzen. Dit treedt doorgaans op bij het doorboren van dikkere platen (vooral met een zuurstofvlam) of speciale materialen zoals gegalvaniseerd staal.

Kernoplossing: Energie-input in balans brengen.

Of het nu gaat om perforatie of een uitbarsting, de onderliggende oorzaak is een onevenwicht in de tijdelijke interactie tussen laserenergie, gas en het materiaal. De sleutel tot het oplossen van dit probleem ligt in "controle" in plaats van "krachtige aanval"—dat wil zeggen, de energie soepel en geleidelijk in het materiaal laten doordringen, in plaats van een onmiddellijke "uitbarsting" te veroorzaken.

Cconventionele methoden om inefficiënte/instabiele perforatie aan te pakken

1. Optimalisatie van perforatieparameters (meest basale en directe)

• Verminder het perforatievermogen: Gebruik in de beginfase een lager vermogen dan het snijvermogen om overmatige warmteontwikkeling te voorkomen.
• Verbeter de pulsfrequentie: gebruik hoogfrequente pulsperforatie, waarbij de continue energie wordt verspreid in een aantal kleine energiepakketjes, zodat het materiaal laagje voor laagje smelt in plaats van een eenmalige gasvormingsexplosie.
• De inschakelduur aanpassen: Verlaag de inschakelduur (het percentage tijd dat de laser aan staat) om het gemiddelde vermogen verder te beheersen.
• Verleng de perforatietijd: geef voldoende tijd om de slak weg te blazen en geleidelijk door te dringen.

2. Pas een geavanceerd perforatieproces toe

Stapsgewijze perforatie/progressieve perforatie:Moderne lasersnijmachines beschikken over deze functie.

• Eerst laag, dan hoog: gebruik eerst een laag vermogen en een hoge frequentie om voor te verwarmen en een klein gaatje te maken, verhoog vervolgens geleidelijk het vermogen of verander de parameters om het gaatje te vergroten en door te dringen.
• Gelaagde perforatie: Bij dikke platen stelt u meerdere perforatiehoogtes in, waarbij de laserfocus op verschillende diepten blijft om laag voor laag te penetreren.

Perforatie door explosie. Progressieve perforatie:

• Explosieperforatie: voor dunne platen wordt vaak stikstofsnijden met roestvrij staal gebruikt, wat snel werkt.
• Progressieve perforatie: Deze techniek moet worden gebruikt voor dikke platen, koolstofstaal of speciale materialen die zuurstof bevatten, en kan scheuren effectief voorkomen.

3. Regelgas

• De perforatiedruk is lager dan de snijdruk: er wordt een lagere druk gebruikt voor het perforeren (bijvoorbeeld bij het snijden met zuurstof wordt de perforatiedruk ingesteld op 50-70% van de snijdruk) om scheuren te voorkomen die worden veroorzaakt door de heftige verbranding van zuurstof onder hoge druk. Nadat de perforatie is geslaagd, wordt overgeschakeld naar een hogere snijdruk.
• Vervroegde luchttoevoer en vertraagde luchtafsluiting:

4. Hulpproces

• Het aanbrengen van perforatievloeistof: door speciale explosiebestendige perforatievloeistof (of gewone markeerstiftinkt) op de perforatieplek te spuiten, wordt spatten voorkomen en het effect is opmerkelijk.
• Gebruik folie/sticker: voor spiegelend roestvrij staal, aluminium platen, enz., plak de beschermfolie erop en snijd vervolgens uit. Dit vermindert de reflectie en verbetert de stabiliteit van de perforatie.
• Snijden vanaf de rand van de plaat: probeer, indien mogelijk, vanaf de rand van de plaat te snijden om perforatie volledig te voorkomen.

Ffocus op het oplossen van het probleem van "scheurende gaten"

Een perforatie is een extreme vorm van ongecontroleerde perforatie en vereist een meer gerichte aanpak.

1. Fijnafstelling van parameters (voor boorgaten)

• Verminder de perforatiekracht verder: dit is de meest effectieve eerste stap.
• Verhoog de puls frequentie aanzienlijk: maak de laserwerking "zachter".
• Verleng de perforatietijd aanzienlijk: geef voldoende tijd voor energieafvoer en slakverwijdering.
• Probeer de focus te verhogen: stel de perforatiefocuspositie in op 0,5-2 mm boven het oppervlak van het materiaal (de exacte waarde moet worden getest), zodat de straaldiameter iets groter wordt, de energiedichtheid lager is en een beetje "stralen" wordt voorkomen.

2. Optimalisatie van de gasstrategie

• Controleer of de luchtdruk in de perforatie is afgenomen.
• Voor gegalvaniseerde en gecoate platen: overweeg stikstof of perslucht te gebruiken voor het perforeren en schakel (indien nodig) over op zuurstofsnijden nadat het perforeren is voltooid. Zuurstof reageert namelijk heftig met de zinklaag, wat resulteert in een barstgat.
• Zorg voor gaszuiverheid: de zuurstofzuiverheid moet hoger zijn dan 99,95%, onzuiverheden zullen het proces verstoren.

3. Aanpassing van materiaal en proces

• Behandeling van gegalvaniseerde/gecoate platen: Dit is het meest kwetsbare gebied voor het boren van gaten. Naast de bovengenoemde gasmethoden kunt u ook:
• Bij het programmeren wordt het perforatiepunt ingesteld op een gebied zonder coating of met een dunne coating (bijvoorbeeld de rand van het vel, het gebied waar de coating als eerste wordt afgesneden).
• Behandel de perforatiepunten indien mogelijk vooraf (bijvoorbeeld door de coating lichtjes op te schuren).
• Zuurstofsnijden van dikke platen: moet gebruikmaken van progressieve perforatie en de combinatie van "laag vermogen - lange tijd".

SSystematische inspectie- en preventiechecklist

Wanneer er problemen optreden, los ze dan op in deze volgorde:

Laatste veiligheidstips

Bij een ernstige scheuring de werkzaamheden onmiddellijk stopzetten en controleren:

1. Bescherm de lens:Is het verontreinigd of beschadigd? Dat is het meest voorkomende verlies.

2. Mondstuk:Is het verstopt of beschadigd door slakken? Moet vervangen worden.

3. Binnenin de snijkop:Zijn er resten van aangekoekt vuil achtergebleven? Dan is professionele reiniging noodzakelijk.

Samenvattend komt het erop neer dat de oplossing voor het perforatieprobleem inhoudt dat voor verschillende materialen (met name gegalvaniseerd plaatstaal) de "one size fits all"-perforatiemethode moet worden losgelaten. In plaats daarvan moet een "geleidelijke" en milde perforatiestrategie worden toegepast, waarbij de perforatiedruk onafhankelijk van elkaar wordt ingesteld. Uitgaande van de standaardprocesbibliotheek van de apparatuur kunnen de "gouden parameters" voor de meest geschikte materialen worden gevonden door middel van stapsgewijze, gerichte parametertests en -optimalisatie.