Wanneer moet je negatieve focus kiezen voor lasersnijden?

De "negatieve focus" (ook wel "onderfocus" of "focus in de plaat" genoemd) van de lasersnijmachine is het belangrijkste proces om de focuspositie van de laser aan te passen. Simpel gezegd, negatieve focus houdt in dat de focus van de laser onder het oppervlak van het te snijden materiaal wordt ingesteld. Het gebruik van negatieve focus is hoofdzakelijk gebaseerd op de volgende principes en doelen: Wanneer de focus zich in het materiaal bevindt, wordt de spotgrootte van de laserstraal aan het oppervlak van het materiaal groter en de energiedichtheid relatief lager. Dit is echter in bepaalde situaties voordelig omdat het een bredere, taps toelopende lichtbundel creëert, wat gunstig is voor:

1. Afvoer van slakken:Een bredere insnijding zorgt ervoor dat hulpstoffen (zoals zuurstof en stikstof) het gesmolten metaal effectiever kunnen wegblazen, waardoor slakvorming wordt voorkomen.

2. Verbeter de kwaliteit van de secties:Bij dikkere materialen kan hiermee een verticaler en vloeiender snijvlak worden verkregen.

3. Bescherm de lens:Door de focus omlaag te zetten, kan worden voorkomen dat de spetters die tijdens het snijden ontstaan, direct terugkaatsen op de scherpstellens.

Wanneer moet je negatieve focus gebruiken (belangrijkste toepassingsscenario)?

1. Het snijden van dikkere metalen materialen (met name koolstofstaal)

• Dit is het belangrijkste toepassingsscenario van negatieve focus.
• Reden: Bij het snijden van dikke platen is een langere energie-inwerkingstijd nodig om de volledige dikte te smelten. Het gebruik van negatieve cokes (meestal 1/3 tot 1/2 van de plaatdikte) kan de breedte van het bovenste deel van de snede vergroten, waardoor zuurstof (bij het snijden van koolstofstaal) soepel de bodem van de snede kan bereiken, voldoende oxidatie-exotherme reactie mogelijk blijft en de slak soepel wordt afgevoerd. Bij gebruik van positieve focus of nul focus (focus op het oppervlak of erboven) is het bovenste deel van de snede te smal, wat gemakkelijk kan leiden tot een ondoorzichtige snede aan de onderkant, ernstige slakophoping en een ruw snijvlak.
• Ervaringsreferentie: Bij het snijden van koolstofstalen platen dikker dan 6 mm is het doorgaans nodig om negatieve cokes te gebruiken.
• Naarmate de dikte toeneemt, moet de negatieve focus (de scherptediepte in het materiaal) navenant toenemen. Bijvoorbeeld, bij het snijden van 20 mm koolstofstaal kan het focuspunt 3-5 mm onder het oppervlak worden ingesteld.

2. Het streven naar een hoogwaardige snijsectie

• Wanneer er hoge eisen worden gesteld aan verticaliteit, gladheid en slakvrije snijvlakken, zelfs bij materialen van gemiddelde dikte, kan een lichte negatieve focus worden gebruikt om de luchtstroom en energieverdeling te optimaliseren.

3. Bij het uitvoeren van een perforatieoperatie

• Om te voorkomen dat de hete slakspatten die tijdens het perforeren ontstaan ​​de lens beschadigen, wordt de focus tijdens het perforeren meestal ingesteld op negatieve focus (lage energie en diepe positie), waarna de focus na het perforeren wordt aangepast naar de gewenste positie voor het snijden.

Wanneer je negatieve focus niet moet gebruiken

1. Snijd plaatmateriaal (meestal <3 mm)

• Reden: het snijden van dunne platen vereist snelheid en precisie. Het gebruik van nulfocus of een lichte positieve focus zorgt voor de kleinste snede en de meest geconcentreerde energie, wat resulteert in smallere sneden, hogere snelheden en fijnere sneden.

2. Bij het uitvoeren van zeer nauwkeurige precisiebewerkingen

• De reden: Om de kleinste spotgrootte en de hoogste dimensionale nauwkeurigheid te garanderen, wordt de focus meestal op het oppervlak van het materiaal ingesteld (nulfocus).

3. Bij gebruik van stikstof om roestvrij staal te snijden en een glanzend oppervlak te verkrijgen.

• Reden: Bij het snijden van roestvrij staal met stikstof wordt laserenergie gebruikt om het materiaal te smelten, waarna stikstof onder hoge druk wordt weggeblazen zonder reactie met zuurstof. Om een ​​verticaal, glad en niet-geoxideerd "glanzend oppervlak" te verkrijgen, wordt meestal een nulfocus of een lichte positieve focus gebruikt om energieconcentratie en smalle, nette sneden te garanderen.

Hoe bepaal je de optimale hoeveelheid negatieve focus?

Er is geen vaste waarde en de beste focuspositie moet worden bepaald door middel van procestesten. Deze positie wordt beïnvloed door de volgende factoren:

• Materiaalsoort:Koolstofstaal, roestvrij staal en aluminium vereisen verschillende focusstrategieën.
• Materiaaldikte:Hoe groter de dikte, hoe groter doorgaans de hoeveelheid negatieve scherpte.
• Snijgas:Zuurstofmaaien en stikstofmaaien vereisen verschillende focusstrategieën.
• Laservermogen en -modus:Apparaten met verschillende vermogens en straalkwaliteit (zoals enkelvoudige modus versus meervoudige modus) hebben verschillende optimale focusposities.

De gebruikelijke testmethode is:

1. Scherpstelkalibratie:Zoek eerst de "nulfocus"-positie van het materiaaloppervlak (meestal heeft de machine een automatisch of handmatig kalibratieprogramma).

2. Het maken van focusgroepstestmonsters:Snijd met hetzelfde vermogen, dezelfde snelheid en dezelfde gasdruk een reeks rechte lijnen of patronen op verschillende focusposities (bijvoorbeeld van 3 mm tot -3 mm, met een stapgrootte van 0,5 mm of 1 mm).

3. Evaluatie-effect:Let op de kwaliteit van de doorsnede, de verticaliteit, de toestand van de slakophanging, de spleetbreedte en of de onderkant van elke snede is doorgesneden.

4. Kies het beste punt:Voor een algehele snijkwaliteit, stabiliteit en efficiëntie, selecteer de beste focuspositie als procesparameter, afhankelijk van de materiaaldikte.

Samenvatting

Kernprincipe: De specifieke focuspositie is altijd afhankelijk van het materiaal, de dikte, het machinevermogen en de vereiste kwaliteit. Optimale procesparameters moeten worden verkregen door middel van praktijktesten en validatie.Raadpleeg tijdens het gebruik de handleiding met procesparameters van de fabrikant en stem deze af op het daadwerkelijke snijresultaat.