Jak rozwiązać problem zadziorów powstających podczas cięcia metalu laserem

Zadziory powstające podczas cięcia blachy laserem to częsty problem technologiczny, który zazwyczaj wskazuje na nieoptymalny przebieg procesu cięcia. Aby rozwiązać ten problem systematycznie, konieczna jest kontrola i regulacja wielu parametrów, takich jak wyposażenie, materiały, parametry procesu i gazy pomocnicze.

Główny kierunek optymalizacji i konkretne środki

1. Optymalizacja parametrów procesu (dla stali węglowej i innych materiałów)

• Moc lasera: niewystarczająca moc jest jedną z głównych przyczyn powstawania zadziorów. Odpowiednie zwiększenie mocy może zapewnić całkowite stopienie metalu. Należy jednak pamiętać, że zbyt duża moc może spowodować spalenie płyty lub powstanie żużla.
• Prędkość cięcia: Zbyt duża prędkość, niewystarczająca energia lasera, materiał nie jest całkowicie stopiony i będzie rozdmuchiwany przez strumień powietrza, tworząc zadziory. Zbyt mała prędkość spowoduje poważne przepalenie i przywieranie żużla. Dostosuj prędkość do optymalnej mocy i grubości blachy. Zazwyczaj można najpierw przetestować parametry. Pozycja ogniska: Nieprawidłowa pozycja ogniska spowoduje niewystarczającą gęstość energii. Przetestuj ogniskowanie, aby znaleźć najodpowiedniejszą pozycję dla aktualnej grubości blachy (zwykle podczas cięcia stali węglowej ognisko znajduje się na powierzchni blachy lub nieco poniżej).

2. Upewnij się, że gaz pomocniczy jest w najlepszym stanie (najważniejszy czynnik)

• Rodzaj i czystość gazu:
• Cięcie stali węglowej: Należy stosować tlen o wysokiej czystości (≥ 99,95%). Tlen bierze udział w reakcji egzotermicznej, wspomagając spalanie i zdmuchując żużel. Niedostateczna czystość ma duży wpływ na jakość cięcia i warstwę tlenku na przekroju.

Cięcie stali nierdzewnej i aluminium: należy stosować azot o wysokiej czystości (≥ 99,99%) lub argon. Aby zapewnić cięcie bez utleniania, należy zdmuchnąć stopiony metal gazem pod wysokim ciśnieniem. Zanieczyszczony gaz spowoduje powstawanie żużla na dnie.

• Ciśnienie gazu:
• Cięcie stali węglowej (tlenkiem): ciśnienie nie powinno być zbyt wysokie (zwykle 0,8-2 bar). Zbyt wysokie ciśnienie schłodzi nacięcie, ale zmniejszy efektywność reakcji spalania i powstawanie zadziorów.
• Cięcie stali nierdzewnej/aluminium (azotem): Ciśnienie musi być odpowiednio wysokie (zwykle 10-20 barów, w zależności od grubości blachy). Niewystarczające ciśnienie jest najczęstszą przyczyną braku zadziorów podczas cięcia, a stopiony metal nie może zostać całkowicie odprowadzony.
• Status dyszy:
• Sprawdź, czy dysza nie jest uszkodzona lub zablokowana przez odpryski. Zużyta dysza może powodować turbulencje w przepływie powietrza.
• Sprawdź, czy średnica otworu dyszy odpowiada grubości płyty i ciśnieniu gazu. Grube płyty zazwyczaj wymagają dysz o większym otworze.
• Skalibruj koncentryczność dyszy i głowicy laserowej. Odchyłka koncentryczności spowoduje wydmuch gazu i powstanie zadziorów po jednej stronie.

3. Sprawdzanie i utrzymywanie stanu sprzętu

• Czyszczenie soczewek optycznych: lustro ochronne i zanieczyszczenie lustra ogniskującego znacznie obniżają moc lasera i jakość wiązki. Regularnie sprawdzaj i czyść lub wymieniaj soczewki.
• Jakość wiązki: regularna kalibracja wiązki w celu zapewnienia, że ​​ścieżka optyczna jest prawidłowa, a ostrość jest zaokrąglona.
• Stabilność urządzenia: należy sprawdzić, czy prowadnica obrabiarki oraz układ przeniesienia napędu są stabilne, gdyż podczas potrząsania z dużą prędkością mogą powstawać nieregularne zadziory.

4. Skup się na samym materiale

• Powierzchnia arkusza: Upewnij się, że powierzchnia arkusza jest wolna od silnej rdzy, farby lub powłoki, które mogą mieć wpływ na absorpcję lasera i stabilność cięcia.
• Skład i jakość materiału: słaba jakość lub nierównomierny skład stopu w płycie może również powodować wahania w efekcie cięcia.

Szczególne obawy dotyczące problemów z zadziorami w różnych materiałach

• Blacha ze stali węglowej (cięcie tlenem): dolny żarnik to głównie twardy i kruchy żużel z tlenku żelaza. Wynika to głównie z czystości tlenu, położenia ogniska i dopasowania prędkości obrotowej.
• Płyta aluminiowa ze stali nierdzewnej (cięcie azotem): dolne zadziory to przeważnie miękki i długi, niespalony stopiony metal. Pierwszym zadaniem jest sprawdzenie, czy ciśnienie azotu jest wystarczająco wysokie, czy gaz jest czysty i czy dysza jest odpowiednia.

Zalecenia dotyczące procesu systematycznego rozwiązywania problemów

1. Rejestrowanie i powielanie:szczegółowo zapisz aktualny typ płyty żarnowej, jej grubość oraz wszystkie parametry procesu (moc, prędkość, ciśnienie powietrza, ostrość, typ dyszy).

2. Regulacja pojedynczej zmiennej:dostosuj tylko jeden parametr na raz (zaleca się zacząć od ciśnienia gazu i pozycji ogniskowej) w celu porównania cięć próbnych.

3. Od rozwiązywania problemów prostych do złożonych:

• Krok 1: Sprawdź i wyczyść dyszę i soczewkę.
• Krok 2: Sprawdź czystość i ciśnienie gazu.
• Krok 3: Zoptymalizuj pozycję ostrości.
• Krok 4: Dostosuj dopasowanie mocy i prędkości.
• Krok 5: kalibracja ścieżki optycznej i koncentryczności urządzenia.

4. Utwórz bibliotekę parametrów standardowych:po znalezieniu najlepszych parametrów dla płyt różnych marek, grubości i materiałów, zostaną one zapisane w celu utworzenia standardowych instrukcji obsługi.

Streszczenie:Istotą rozwiązania problemu zadziorów powstających podczas cięcia laserowego jest „zapewnienie wystarczającego dopływu energii oraz zapewnienie stabilnego, czystego i prawidłowego kierunku przepływu powietrza, aby usunąć stopiony materiał na czas”. Jest to problem systemowy, wymagający od operatora cierpliwości oraz stopniowego badania i optymalizacji za pomocą metod naukowych. Jeśli wszystkie powyższe kroki zostały sprawdzone, a problem nadal występuje po regulacji, należy skontaktować się z producentem sprzętu w celu sprawdzenia, czy zmieniła się energia wyjściowa lasera lub tryb wiązki.