Hvordan løse problemet med grader ved laserskjæring av tynne plater

Forekomsten av grader ved laserskjæring av tynne plater er et svært vanlig problem. Dette er vanligvis ikke forårsaket av én enkelt faktor, men er et resultat av den kombinerte effekten av flere faktorer som utstyr, parametere, materialer og gasser. For å systematisk løse dette problemet kan vi følge en feilsøkingsprosess fra enkel til vanskelig og fra programvare til maskinvare. Deretter vil vi utdype de spesifikke operasjonene og løsningene for hvert trinn i detalj:

Trinn 1: Kontroll og justering av kjerneparametere (det vanligste problemområdet)

1. Fokusposisjon

• Fokusposisjonen er en av de mest kritiske parameterne som påvirker skjærekvaliteten. Feil fokusering vil føre til at energien ikke konsentreres, noe som gjør det umulig å blåse bort slaggen effektivt.
• Symptomer: Både for høyt eller for lavt fokus vil føre til at slagg fester seg til bunnen (grader).

Løsning:

• Utfør fokuskalibrering: Først må du sørge for at fokuset på utstyret ditt er nøyaktig. Bruk en fokusmåler eller en automatisk kalibreringsfunksjon.
• Utfør fokustesting: Skjær en rett linje eller en sirkel på et skrapstykke ved forskjellige fokusposisjoner (for eksempel fra -1 mm til +1 mm, med et intervall på 0,2 mm), og observer hvilken posisjon som har minst grader. For tynne plater anbefales det vanligvis å bruke negativ defokusering (dvs. at fokuset er under overflaten av platen, i en avstand på omtrent 1/3 til 1/2 av platetykkelsen), noe som kan danne et bredere snitt og legge til rette for nedadgående bortblåsing av slagg av gasstrømmen.

2. Hjelpegass

Gasstype og renhet:

• Skjæring av karbonstål: Må bruke oksygen. Oksygen deltar i forbrenningsreaksjonen, gir ekstra energi og danner jernoksid med lavt smeltepunkt, som lett blåses bort av gasstrømmen. Hvis luft eller nitrogen brukes, vil det produseres en stor mengde svarte slagggrader.
• Skjæring av rustfritt stål og aluminiumslegering: Må bruke nitrogen med høy renhet. Nitrogenets rolle er å blåse bort det smeltede metallet og forhindre oksidasjon. Hvis nitrogenets renhet er utilstrekkelig (antydet å være over 99,9 %) eller trykket er for lavt, vil det dannes grader i bunnen av materialet på grunn av oksidasjon og utilstrekkelig avkjøling.

Gasstrykk:

• For lavt trykk: Klarer ikke å blåse bort slaggen effektivt, noe som resulterer i at det hoper seg opp grader i bunnen.
• For høyt trykk: For tynne plater kan for høyt trykk skape virvler ved kuttet, noe som svekker slaggblåsingseffekten og muligens forårsaker ru snittflater og til og med smeltede klumper som er vanskelige å fjerne.

Løsning:Se de anbefalte parameterne fra utstyrsprodusenten basert på materialtype og tykkelse, og gjør finjusteringer deretter. For eksempel, når man skjærer 1 mm karbonstål, er oksygentrykket vanligvis mellom 0,8–1,2 bar.

3. Skjærehastighet og laserkraft

• Disse to må passe perfekt sammen.
• For høy hastighet: Utilstrekkelig energitilførsel, materialet smelter og kuttes ikke helt, og etterlater kontinuerlige, klebrige grader i bunnen.
• For lav hastighet: For høy energitilførsel, noe som fører til at materialet oversmelter, noe som resulterer i en ru skjæreoverflate og til og med dannelse av smeltede klumper som er vanskelige å fjerne.
• Effektmismatch: For lav effekt tilsvarer for høy hastighet, og for høy effekt tilsvarer for lav hastighet.

Løsning:

• Utfør parametertesting: Fiks andre parametere og juster skjærehastighet og effekt for å finne den beste kombinasjonen av «hastighet og effekt». Den ideelle skjæretilstanden er et blomsterlignende mønster som sprer seg jevnt nedover.

Trinn 2: Statuskontroll av maskinvare og utstyr

Hvis parameterjusteringer ikke fungerer, må selve utstyret kontrolleres.

1. Dyse

• Valg av dyse: Bruk av en dyse med for stor diameter (som φ2.0 eller mer) bidrar ikke til gasskonsentrasjonen. For tynne plater anbefales det å bruke en dyse med liten diameter (som φ1.0 eller φ1.5), som kan generere en gassstrøm med høyere hastighet og ha en bedre slaggblåsingseffekt.
• Dysens tilstand: Sjekk om det er slaggsprut, slitasje eller deformasjon ved dyseåpningen. En skadet dyse vil forstyrre konsentrisiteten og stabiliteten til gassstrømmen og må byttes ut i tide.
• Dysehøyde: Avstanden mellom dysen og overflaten av platen (vanligvis 0,5–1,5 mm) er svært viktig. For høy vil føre til at gasstrømmen spres, og slaggblåsingseffekten vil bli svak; for lav vil lett kollidere med platen og skade dysen.

2.Optiske linser

• Renhold: Hvis beskyttelsesspeilet og fokuseringsspeilet er forurenset, vil det redusere lasereffekten, noe som resulterer i redusert skjæreevne og dannelse av grader. Rengjør speilene regelmessig med vannfri etanol og linsepapir.
• Kvalitet: Sjekk om det finnes mikroskopiske skader eller aldring på belegget på speilene som kanskje ikke er synlige for det blotte øye. Skift dem ut om nødvendig.

3. Laserstråle

• Strålekonsentrisitet: Midten av dysehullet må være nøyaktig på linje med midten av laserstrålen. Hvis de ikke er konsentriske, vil det føre til asymmetriske kutt, med den ene siden glatt og den andre siden med grader.
• Kalibreringsmetode: Fest et lag med maskeringstape på forsiden av dysen, avfyr en puls, og observer om hullet er i midten av dysen. Hvis det er utenfor senter, bør kalibreringen utføres i henhold til utstyrshåndboken.
• Utstyrsstabilitet: Sjekk for mekaniske vibrasjoner eller løshet i utstyret, da disse kan påvirke skjæreståligheten.

Trinn 3: Materialer og andre faktorer

Selve materialet

• Overflatekvalitet: Olje, rust og belegg på overflaten av platen kan gjøre det vanskeligere å skjære og forårsake grader. Rengjør platen før skjæring.
• Materialtype: Ulike merker og partier av materialer har forskjellige legeringssammensetninger og overflatebehandlinger, noe som kan påvirke skjæreytelsen. Hvis du ikke kan skjære godt og jevnt, kan du prøve et annet parti eller merke av materiale.
• Materialtykkelse: Bekreft at laserens effekt er tilstrekkelig til å skjære i tykkelsen. Utilstrekkelig effekt vil direkte føre til ufullstendig skjæring og grader.

Sammendrag og rask feilsøkingssjekkliste

Når du støter på problemer med grader, følg denne sekvensen for rask feilsøking:

1. Sjekk først gassen!

• For skjæring av karbonstål: Bruk oksygen og sjekk om trykket er tilstrekkelig.
• For skjæring av rustfritt stål/aluminium: Bruk nitrogen med høy renhet og kontroller renhet og trykk.

2. Juster deretter fokuset!

• Utfør en fokustest for å finne den optimale fokusposisjonen. For tynne plater, prøv negativ defokusering.

3. Optimaliser deretter hastighet og kraft!

• Utfør parametertester for å finne kombinasjonen «hastighet-effekt» uten grader.

4. Etter det, sjekk dysen og den optiske banen!

• Bytt ut en dyse med liten diameter som føles og ser bra ut.
• Sjekk og rengjør speilene.
• Kalibrer konsentrisiteten til dysen og laserstrålen.

5. Til slutt, vurder materielle spørsmål!

• Rengjør overflaten på arket eller prøv et annet ark for testing.

Ved å følge denne systematiske feilsøkingsprosessen kan de fleste gradproblemer ved laserskjæring av tynnplater løses effektivt.