Hvordan løse opp fastklebende slagg når man laserskjærer aluminiumsplate

Laserskjæring av aluminiumslagg (også kjent som hengende slagg) er et vanlig problem, hovedsakelig på grunn av aluminiums høye varmeledningsevne, lavt smeltepunkt, lett oksidasjon og smeltet viskositet og andre egenskaper. For å løse problemet systematisk er det nødvendig å optimalisere gassen, parameterne, materialene, utstyret og prosessen. 5 Følgende gir et omfattende sett med løsninger:

Kjernepunkt: valg og optimalisering av hjelpegass (dette er den viktigste delen)

1. Høyrent nitrogen er foretrukket

• Prinsipp: Nitrogen som en inert gass kan effektivt forhindre oksidasjon av aluminiumsmelte og redusere dannelsen av klebrige rester av aluminiumoksid (Al₂O₃). Samtidig kan høytrykksnitrogenet blåse den smeltede aluminiumvæsken nedover fra spalten, i stedet for at den samler seg sidelengs.
• Renhetskrav: ≥ 99,99 % (99,995 % eller høyere anbefales). Mangel på renhet er en av hovedårsakene til at slagg fester seg.
• Trykkkrav: i henhold til justering av platetykkelse, vanligvis høyere (for eksempel å skjære 3 mm aluminiumsplate til 1,5–2,0 MPa). Utilstrekkelig trykk blåser ikke effektivt bort smelten.

2. Trykkluft av høy kvalitet (økonomisk alternativ)

• Gjeldende scenarier: Kravene til lavere overflatekvalitet er ikke høye, eller tynne aluminiumsplater (som ≤ 3 mm) er grovbearbeidet.
• Nødvendige betingelser:
• Må være utstyrt med høyeffektive kjøletørkere og presisjonsfiltre for å sikre at luften er vannfri og oljefri. Fuktighet og olje vil forverre oksidasjon av aluminium og slaggtilsetning.
• Trykket bør være stabilt nok.

3. Oksygen (spesielt formål)

• Prinsipp: Bruk oksidasjonsreaksjonen til å gi ekstra varme og øke skjærehastigheten. Det vil imidlertid uunngåelig produseres en stor mengde ru og hard aluminaslagg, noe som vanligvis ikke anbefales for skjæring som ikke krever slaggbinding, men kun for tilfeller som krever svært lave overflatekrav eller etterfølgende bearbeiding.

optimalisering av skjæreparametere

Parametre skal samsvare med gass for systemfeilsøking.

1. Balanse mellom kraft og fart:

• Effekten er for høy/hastigheten er for lav: overflødig energi forårsaker overdreven smelting av aluminium, smeltedammen blir større, gassen er vanskelig å blåse, og det dannes en sfærisk slagg i bunnen.
• Effekten er for lav/for rask: utilstrekkelig energi, materialet skjæres ikke gjennom eller bunnen avkjøles for raskt, smelten vil størkne på kanten før den kan blåses bort.
• Feilsøkingsmetode: basert på de anbefalte parametrene utføres hastighetsstigetesten for å finne det «sweet spot» som akkurat skjærer gjennom og henger minst slagg.

2. Frekvens og driftssyklus:

• Å redusere frekvensen og justere driftssyklusen hjelper noen ganger med å kontrollere varmetilførselen og redusere overoppheting i bunnen. For tynne plater kan høyere frekvenser brukes.

3. Fokusposisjon:

• Prøv å redusere fokuset litt (negativ defokus) slik at energien blir mer konsentrert i den nedre halvdelen av platen, noe som bidrar til å blåse smelten ut fra bunnen. Dette er en effektiv måte å forbedre den bunnhengende slaggen på. Den må finjusteres i henhold til den faktiske situasjonen.

Status for utstyr og forbruksvarer

1. Inspeksjon og valg av dyse:

• Status: Sørg for at dysen er fri for slitasje, deformasjon og senter-til-senter-posisjon. En slitt dyse vil føre til turbulent luftstrøm og svak slaggblåsing.
• Diameter: Bruk vanligvis en dyse med større diameter (som φ2,0 mm eller mer) med høytrykksnitrogen, for å danne en sterkere og bredere dekning av luftstrømningsbarrieren.

2. Strålekvalitet:

• Sørg for at laserhodelinsen (fokuseringsspeil, beskyttelsesspeil) er ren og forurensningsfri, og sørg for at strålens energifordeling er jevn og konsentrert.

Materiale- og prosessforberedelse

1. Overflate og materiale av aluminiumsplate:

• Rengjøring: Fjern olje, støv og oksidlag på overflaten av aluminiumsplaten før skjæring. Spesielt rengjøringsmiddel for aluminiumslegering kan brukes.
• Legeringskvalitet: Ytelsen til ulike aluminiumlegeringer er forskjellig. Vanligvis har 5-serier (som 5052) bedre skjæring enn 6-serier (som 6061), mindre klebrig slagg. Silisium, magnesium og andre elementer har høyere viskositet i legeringen.
• Oksidlag: Hvis det er et tykt oksidlag på overflaten av platen, kan det poleres eller syltes lett.

2. Arbeidsavstand:

• Sørg for at avstanden fra dysen til platen er konstant og passende (vanligvis 0,5–1,5 mm). For høy avstand vil svekke gasstrykket.

3. Perforering og bly:

• Optimaliser perforeringsparametrene for å forhindre at sprut samler seg på overflaten under perforering.
• Bruk ytre ledninger eller bueledninger for å unngå slaggopphopning i begynnelsen av arbeidsstykkets kontur.

Behandling etter kutting (utbedrende tiltak)

Hvis det fortsatt henger litt slagg, kan følgende tiltak iverksettes:

1. Fysisk fjerning:Bruk en skrape, børste i rustfritt stål eller skurepute til å fjerne manuelt. For tykk plateslagg kan det være nødvendig med en liten vinkelsliper med en spesiell nylonskive.

2. kjemisk rengjøring:Bruk av spesiell aluminiumsrengjøringsvæske eller fortynnet alkalisk løsning med nedsenkingsservietter kan løse opp deler av den klebrige slaggen. Husk å unngå bruk av sterke syrer og alkalier, og skyll grundig med vann og tørk etter behandling.

3. Sandblåsing:For batchdeler eller som krever ensartet matt overflate, kan fin sand (som glassperler) brukes til sandblåsing.

Gjennom den ovennevnte systematiske undersøkelsen og optimaliseringen kan problemet med slaggklistring ved laserskjæring av aluminiumsplate kontrolleres effektivt for å oppnå skjæring av høy kvalitet. Nøkkelen er å forstå at "effektiv rensing av høyrent gass" er kjernen, og alle andre parametere er koordinert rundt denne kjernen.