Laserskjæring av lyse overflater

Bruk av fiberlaserskjæremaskin til å skjære i blanke overflatematerialer (som speilblankt rustfritt stål, høyglanset aluminium, kobber, messing osv.) har grunnleggende forskjeller og store fordeler med bruk av tradisjonell CO₂-laser, men det krever også spesielle ferdigheter for å oppnå best mulig resultat og sikre sikkerhet.

Kjerneprinsipp: Bølgelengden til fiberlaser er 1,06 mikron, og absorpsjonshastigheten til metallmaterialer er mye høyere enn for CO₂-laser med 10,6 mikron.Dette betyr at fiberlaseren har mindre sannsynlighet for å bli reflektert, energiutnyttelseseffektiviteten er høyere, og risikoen for skade på utstyret fra refleksjon er kraftig redusert. Men det betyr ikke at det ikke er noen utfordringer.

Følgende er teknikker for skjæring av lyse overflater som er spesielt utviklet for fiberlaserskjæremaskiner:

Kjernefordeler og lokaler

Først og fremst er det tydelig at for det vanligste blanke overflatematerialet i rustfritt stål 304, kan moderne fiberlaserskjæremaskiner vanligvis skjære direkte uten komplisert forbehandling som CO₂-laser, og risikoen for refleksjon er ekstremt lav. Vanskeligheten ligger hovedsakelig i hvordan man oppnår en «feilfri» skjæreflate for å forhindre riper og oksidasjon i overflaten.

Nøkkelferdigheter og parameteroptimalisering

1. Gassvalg og trykkkontroll (det viktigste)

• Nitrogen/høyrent nitrogenskjæring
• Formål: Å oppnå en blank overflateskjærekant uten oksidasjon, sølvhvit eller naturlig farge.
• Trykkkrav: Det kreves svært høyt lufttrykk (vanligvis > 1,2 MPa eller enda høyere). Høytrykksnitrogen kan raskt blåse bort det smeltede metallet for å forhindre oksidasjon på skjæreflaten og misfarging, samtidig som skjæresømmen avkjøles.
• Renhetskrav: Bruk nitrogen med 99,99 % eller høyere renhet for å unngå at oksygenforurensninger får kutteoverflaten til å oksidere og bli gul og svart.
• Oksygenkutting:
• Gjelder kun for å oppnå skjærehastighet, og tar ikke hensyn til skjæreflatens svarte oksidlag. De brukes vanligvis ikke til arbeidsstykker som trenger å opprettholde et "blankt overflate"-utseende.

2. Dysevalg og høydekontroll

• Bruk dobbeltlags-/blandingsdyse: Dobbeltlagsdyser (som HighSpeed- og LowSpeed-dyser) kan danne en mer stabil og samlet luftstrøm, med sterkere slaggfjerningsevne, og er spesielt egnet for høytrykksskjæring av nitrogenblanke overflater.
• Dyseåpning: I henhold til valg av tykk plate, bruk vanligvis en litt større åpning (som φ2.0, φ3.0) for å sikre tilstrekkelig luftstrøm.
• Fokusposisjon: Prøv å justere fokuset litt ned (dypere inn i arket) for å få et mer vertikalt og jevnt snitt.
• Klippehøyde: Oppretthold en konstant og presis sporhøyde for å sikre stabil luftstrøm.

3. Optimalisering av laserparametere

• Effekt: Bruk av høyere effekt med høy hastighet kan redusere den varmepåvirkede sonen og unngå overdreven smelting eller gulning av skjærekanten.
• Frekvens: Å øke pulsfrekvensen (for eksempel 500–1000 Hz eller høyere) kan gjøre skjærelinjen mer delikat og glatt.
• Driftssyklus: Juster riktig driftssyklus, under forutsetning av å sikre stabilitet i skjæringen, for å finne de beste parametrene for finish.
• Skjærehastighet: Hvis du vil sikre gjennomskjæring, prøv å bruke en raskere skjærehastighet for å redusere varmeakkumulering.

4. Fokusstyring

• En fokustest ble utført for å finne den beste fokusposisjonen for det lyse overflatematerialet og tykkelsen. Vanligvis bidrar et litt negativt fokus (laserfokuset er inne i platen) til å få et bedre vertikalt snitt.

Spesielle hensyn for forskjellige blanke materialer

speil rustfritt stål:

• Den første beskyttende overflaten: bruk av høykvalitets spesialbeskyttelsesfilm for laserskjæring! Dette er den mest effektive måten å forhindre at sprut som genereres under skjæring og at maskinbordets overflate riper opp speiloverflaten.
• Etter kutting kan beskyttelsesfilmen enkelt rives av for å få en glatt overflate.

Aluminium og aluminiumslegeringer (spesielt høyglans):

• Reflektasjonsrisiko: Reflektasjonsevnen til rent aluminium og høysilisiumaluminium er fortsatt høy. Selv om risikoen er lavere enn CO₂, må ultrahøyeffektsfiberlasere (f.eks. 10 000 watt eller mer) fortsatt være oppmerksomme på den mulige effekten av tilbakerefleksjoner på de indre komponentene i fiberhodet under skjæring.
• Parametre: Aluminium leder varme raskt, krever høyere toppeffekt og raskere hastighet. Bruk nitrogen med høy renhet, og det kan være nødvendig å tilsette en liten mengde argon for å få en lysere seksjon.
• Slagghenging: Aluminiumskjæring er enkel å produsere bunnslagghenging, noe som må overvinnes ved å optimalisere lufttrykk og fokus.

kobber og messing:

• Høy reflektivitet: Rent kobber (kobber) er et av de mest reflekterende metallene og er også en risiko for fiberlasere. Start alltid testen med lav effekt.
• Absorpsjonsproblem: En grønn fiberlaser (bølgelengde 515 nm) kan brukes. Kobber har en veldig høy absorpsjonsrate for grønt lys. Det er et ideelt valg for skjæring av kobber, men utstyret er dyrt.
• Messing: sink, sinkdamp vil genereres ved skjæring, seksjonen blir lett svart. Høytrykksnitrogen er nødvendig, og parametrene er optimaliserte.

Sikkerhets- og driftsanbefalinger

1. Første test:For svært reflekterende materialer (rent kobber, rent aluminium) kan skrap brukes først når man skjærer for første gang, og testes med lavere effekt for å observere skjæretilstanden og maskinens tilbakemeldinger.

2. Utstyrsinspeksjon:Sørg for at laserhodet på fiberlaserskjæremaskinen din er utstyrt med en antirefleksjonsbeskyttelse (for eksempel en tilbakerefleksjonsisolator). De fleste moderne fiberoptiske maskiner med middels til høy effekt leveres som standard.

3. Rengjøring og vedlikehold:

• Rengjør overflaten av materialet med olje før kutting.
• Sjekk og rengjør dysen regelmessig og beskytt linsen. Høytrykksgassen under skjæring av blanke overflater kan lettere samle støv og feste det til linsen.

4.Prøveskjæring og parameterbibliotek:Etabler et «bibliotek for skjæreparametere for lyse overflater» for forskjellige materialer, forskjellige tykkelser og forskjellige overflatekrav, og utfør verifisering av prøveskjæring i liten skala hver gang materialet byttes ut.

Sammendragspunkter

Konklusjon:For fiberlasere har kjernen i skjæring av blanke overflatematerialer endret seg fra «hvordan man forhindrer refleksjonsskader» til «hvordan man optimaliserer prosessen for å oppnå en perfekt skjæreoverflate og beskytte materialets utseende». Gjennom kombinasjonen av «finparameterjustering av beskyttelse av høyrent nitrogen-høytrykks skjæreoverflatefilm», kan blanke arbeidsstykker av høy kvalitet bearbeides stabilt og effektivt.