Jak rozwiązać problem zadziorów podczas cięcia laserowego cienkich blach

Pojawianie się zadziorów podczas cięcia laserowego cienkich blach to bardzo częsty problem. Zazwyczaj nie jest on spowodowany pojedynczym czynnikiem, lecz łącznym działaniem wielu czynników, takich jak sprzęt, parametry, materiały i gazy. Aby systematycznie rozwiązać ten problem, możemy zastosować proces rozwiązywania problemów, od łatwych do trudnych, od oprogramowania do sprzętu. Następnie szczegółowo omówimy poszczególne operacje i rozwiązania dla każdego etapu:

Krok 1: Kontrola i regulacja parametrów rdzenia (najczęściej występujący problem)

1. Pozycja ostrości

• Pozycja ogniska jest jednym z najważniejszych parametrów wpływających na jakość cięcia. Nieprawidłowa ostrość prowadzi do braku koncentracji energii, co uniemożliwia skuteczne usuwanie żużlu.
• Objawy: Zarówno zbyt wysokie, jak i zbyt niskie ustawienie ostrości spowoduje przywieranie żużla do dna (zadziory).

Rozwiązanie:

• Wykonaj kalibrację ostrości: Najpierw upewnij się, że ostrość Twojego sprzętu jest ustawiona prawidłowo. Użyj wskaźnika ostrości lub funkcji automatycznej kalibracji.
• Wykonaj test ostrości: Na kawałku odpadu wytnij linię prostą lub okrąg w różnych położeniach ogniska (na przykład od -1 mm do +1 mm, z odstępem 0,2 mm) i obserwuj, w którym położeniu powstaje najmniej zadziorów. W przypadku cienkich blach zazwyczaj zaleca się stosowanie ujemnego rozogniskowania (tj. ognisko znajduje się poniżej powierzchni blachy, w odległości około 1/3 do 1/2 jej grubości), co pozwala uzyskać szersze cięcie i ułatwia zdmuchiwanie żużla w dół przez przepływ gazu.

2. Gaz pomocniczy

Rodzaj i czystość gazu:

• Cięcie stali węglowej: Wymagane użycie tlenu. Tlen uczestniczy w reakcji spalania, dostarczając dodatkowej energii i tworząc tlenek żelaza o niskiej temperaturze topnienia, który jest łatwo zdmuchiwany przez przepływ gazu. Użycie powietrza lub azotu może powodować powstawanie dużej ilości zadziorów z czarnego żużla.
• Cięcie stali nierdzewnej, stopów aluminium: Należy używać azotu o wysokiej czystości. Rolą azotu jest zdmuchiwanie stopionego metalu i zapobieganie utlenianiu. Jeśli czystość azotu jest niewystarczająca (sugerowana powyżej 99,9%) lub ciśnienie jest zbyt niskie, na dnie materiału powstaną zadziory z powodu utleniania i niewystarczającego chłodzenia.

Ciśnienie gazu:

• Zbyt niskie ciśnienie: Brak możliwości skutecznego usunięcia żużlu, co powoduje gromadzenie się zadziorów na dnie.
• Zbyt wysokie ciśnienie: W przypadku cienkich płyt nadmierne ciśnienie może powodować powstawanie zawirowań w miejscu cięcia, osłabiając efekt odrzutu żużla i potencjalnie powodując chropowatość powierzchni cięcia, a nawet powstawanie trudnych do usunięcia brył stopionego materiału.

Rozwiązanie:Zapoznaj się z zalecanymi przez producenta sprzętu parametrami, uwzględniając rodzaj i grubość materiału, i odpowiednio je dostosuj. Na przykład, podczas cięcia stali węglowej o grubości 1 mm, ciśnienie tlenu wynosi zazwyczaj od 0,8 do 1,2 bara.

3. Prędkość cięcia i moc lasera

• Te dwa elementy muszą idealnie do siebie pasować.
• Zbyt duża prędkość: Niewystarczająca ilość dostarczonej energii sprawia, że ​​materiał nie jest całkowicie topiony i cięty, co powoduje powstawanie ciągłych, lepkich zadziorów na spodzie.
• Zbyt niska prędkość: Nadmierne nakłady energii powodujące nadmierne stopienie materiału, czego efektem jest szorstka powierzchnia cięcia, a nawet powstawanie trudnych do usunięcia grudek stopionego materiału.
• Niedopasowanie mocy: Zbyt niska moc jest równoznaczna ze zbyt dużą prędkością, a zbyt duża moc jest równoznaczna ze zbyt małą prędkością.

Rozwiązanie:

• Przeprowadź testowanie parametrów: Ustal inne parametry i dostosuj prędkość i moc cięcia, aby znaleźć najlepszą kombinację „prędkość-moc”. Idealny stan cięcia to wzór przypominający kwiat, który równomiernie rozchodzi się w dół.

Krok 2: Sprawdzenie stanu sprzętu i wyposażenia

Jeśli zmiany parametrów okażą się nieskuteczne, należy sprawdzić sam sprzęt.

1. Dysza

• Dobór dyszy: Użycie dyszy o zbyt dużej średnicy (np. φ2,0 lub większej) nie sprzyja koncentracji przepływu gazu. W przypadku cienkich płyt zaleca się stosowanie dyszy o małej średnicy (np. φ1,0 lub φ1,5), która może generować szybszy przepływ gazu i zapewniać lepszy efekt zdmuchiwania żużla.
• Stan dyszy: Sprawdź, czy na otworze dyszy nie ma rozprysków żużlu, zużycia lub deformacji. Uszkodzona dysza zaburza koncentryczność i stabilność przepływu gazu i należy ją wymienić w odpowiednim czasie.
• Wysokość dyszy: Odległość między dyszą a powierzchnią płyty (zwykle 0,5-1,5 mm) jest bardzo ważna. Zbyt duża odległość spowoduje rozproszenie strumienia gazu, a efekt zdmuchu żużla będzie słaby; zbyt mała odległość może łatwo zderzyć się z płytą i uszkodzić dyszę.

2.Soczewki optyczne

• Czystość: Zanieczyszczenie lustra ochronnego i skupiającego spowoduje spadek mocy lasera, co z kolei doprowadzi do zmniejszenia wydajności cięcia i powstawania zadziorów. Regularnie czyść lustra bezwodnym etanolem i papierem ściernym do czyszczenia soczewek.
• Jakość: Sprawdź, czy na powłokach luster nie ma mikroskopijnych uszkodzeń ani oznak starzenia, które mogą być niewidoczne gołym okiem. W razie potrzeby wymień je.

3. Promień lasera

• Koncentryczność wiązki: Środek otworu dyszy musi być dokładnie wyrównany ze środkiem wiązki laserowej. Brak koncentryczności spowoduje niesymetryczne cięcia, z jedną stroną gładką, a drugą z zadziorami.
• Metoda kalibracji: Naklej warstwę taśmy maskującej na przód dyszy, wystrzel impuls i sprawdź, czy otwór znajduje się w środku dyszy. Jeśli jest niecentralny, należy przeprowadzić kalibrację zgodnie z instrukcją obsługi urządzenia.
• Stabilność sprzętu: Sprawdź, czy w sprzęcie nie występują drgania mechaniczne lub luzy, ponieważ mogą one mieć wpływ na stabilność cięcia.

Krok 3: Materiały i inne czynniki

Materiał sam w sobie

• Jakość powierzchni: Olej, rdza i powłoki na powierzchni blachy mogą utrudniać cięcie i powodować powstawanie zadziorów. Przed cięciem należy oczyścić blachę.
• Rodzaj materiału: Różne marki i partie materiałów różnią się składem stopów i obróbką powierzchni, co może wpływać na wydajność cięcia. Jeśli nie możesz uzyskać powtarzalnego cięcia, wypróbuj inną partię lub markę materiału.
• Grubość materiału: Upewnij się, że moc lasera jest wystarczająca do cięcia materiału o odpowiedniej grubości. Niewystarczająca moc będzie bezpośrednio skutkować niepełnym cięciem i powstawaniem zadziorów.

Podsumowanie i szybka lista kontrolna rozwiązywania problemów

W przypadku problemów z zadziorami należy postępować zgodnie z poniższą procedurą, aby szybko rozwiązać problem:

1. Najpierw sprawdź gaz!

• Do cięcia stali węglowej: Użyj tlenu i sprawdź, czy ciśnienie jest wystarczające.
• Do cięcia stali nierdzewnej/aluminium: Używaj azotu o wysokiej czystości i sprawdź czystość i ciśnienie.

2. Następnie ustaw ostrość!

• Wykonaj test ostrości, aby znaleźć optymalną pozycję ostrości. W przypadku cienkich płyt spróbuj ujemnego rozogniskowania.

3. Następnie zoptymalizuj prędkość i moc!

• Przeprowadź testy parametrów, aby znaleźć kombinację „prędkość-moc” bez zadziorów.

4. Następnie sprawdź dyszę i ścieżkę optyczną!

• Wymień dyszę o małej średnicy, która wygląda i sprawdza się dobrze.
• Sprawdź i wyczyść lusterka.
• Skalibruj koncentryczność dyszy i wiązki laserowej.

5. Na koniec zastanów się nad kwestiami materialnymi!

• Wyczyść powierzchnię arkusza lub wypróbuj inny arkusz w celu przeprowadzenia testu.

Dzięki zastosowaniu tej systematycznej procedury rozwiązywania problemów można skutecznie rozwiązać większość problemów z zadziorami powstającymi podczas cięcia laserowego cienkich płyt.