W jaki sposób można rozwiązać problem przebić i otworów powietrznych podczas cięcia laserowego?

Przebicia i pęcherze to bardzo częste problemy w cięciu laserowym, stanowiące kluczowe wyzwania wpływające na jakość cięcia, wydajność obróbki i bezpieczeństwo operacyjne. Najpierw wyjaśnijmy dwa pojęcia:

Przeszywający:Odnosi się do procesu polegającego na użyciu lasera do wykonania wstępnego otworu w materiale przed rozpoczęciem cięcia. Problemy te zazwyczaj objawiają się długim czasem przebijania, niską wydajnością i niepełnym przebijaniem.

Dziurkowanie:Niekontrolowany stan podczas procesu przebijania, charakteryzujący się gwałtownym rozpryskiwaniem stopionego metalu, licznymi iskrami i zadziorami oraz potencjalnym uszkodzeniem dyszy i soczewek. Występuje zazwyczaj podczas cięcia grubszych blach (zwłaszcza płomieniem tlenowym) lub materiałów specjalnych, takich jak stal ocynkowana.

Główne podejście do rozwiązania: zrównoważenie dopływu energii.

Niezależnie od tego, czy chodzi o perforację, czy wybuch, przyczyną jest brak równowagi w przejściowym oddziaływaniu energii lasera, gazu i materiału. Kluczem do rozwiązania tego problemu jest „kontrola”, a nie „silny atak” – czyli umożliwienie energii płynnej i stopniowej penetracji materiału, zamiast powodowania natychmiastowego „wybuchu”.

Ckonwencjonalne metody radzenia sobie z nieefektywną/niestabilną perforacją

1. Optymalizacja parametrów perforacji (najbardziej podstawowa i bezpośrednia)

• Zmniejsz moc perforacji: w początkowej fazie stosuj moc niższą niż moc cięcia, aby uniknąć nadmiernego gromadzenia się ciepła.
• Poprawa częstotliwości impulsów: wykorzystanie perforacji impulsowej o wysokiej częstotliwości, ciągła energia rozpraszana jest na szereg małych pakietów energii, dzięki czemu materiał topi się warstwa po warstwie, zamiast jednorazowej eksplozji zgazowania.
• Dostosuj współczynnik wypełnienia: Zmniejsz współczynnik wypełnienia (odsetek czasu, w którym laser jest włączony), aby lepiej kontrolować średnią moc.
• Wydłuż czas perforacji: należy dać wystarczająco dużo czasu na oderwanie żużla i jego stopniową penetrację.

2. Zastosuj zaawansowany proces perforacji

Perforacja schodkowa/perforacja progresywna:Nowoczesne maszyny do cięcia laserowego posiadają tę funkcję.

• Najpierw niska, a potem wysoka: najpierw użyj niskiej mocy i wysokiej częstotliwości, aby wstępnie podgrzać i zrobić mały otwór, a następnie stopniowo zwiększaj moc lub zmień parametry, aby rozszerzyć i wniknąć.
• Perforacja warstwowa: W przypadku grubych płyt ustaw różne wysokości perforacji, a wiązka lasera będzie się skupiać na różnych głębokościach, penetrując blachy warstwa po warstwie.

Perforacja strumieniowa. Perforacja progresywna:

• Perforacja wybuchowa: do cienkich blach często stosuje się cięcie stali nierdzewnej azotem, co jest szybkie.
• Perforacja progresywna: Należy ją stosować w przypadku grubych blach, stali węglowej lub specjalnych materiałów z tlenem, co może skutecznie zapobiegać pękaniu.

3. Kontrola gazu

• Ciśnienie perforacji jest niższe niż ciśnienie cięcia: do perforacji stosuje się niższe ciśnienie (na przykład podczas cięcia tlenem ciśnienie perforacji jest ustawione na 50–70% ciśnienia cięcia), aby zapobiec pęknięciu spowodowanemu gwałtownym spalaniem tlenu pod wysokim ciśnieniem. Po udanej perforacji należy przełączyć się na wyższe ciśnienie cięcia.
• Przyspiesz dopływ powietrza i opóźnij wyłączenie powietrza:

4. Proces pomocniczy

• Rozpylanie płynu do perforacji: rozpylanie specjalnego płynu przeciwwybuchowego (lub powszechnie stosowanego tuszu do markerów) w miejscu perforacji może zapobiec rozpryskiwaniu, a efekt jest niezwykły.
• Zastosowanie folii/naklejki: w przypadku luster ze stali nierdzewnej, płyt aluminiowych itp. należy nakleić folię ochronną, a następnie ją odciąć. Może to zmniejszyć odbicie i poprawić stabilność perforacji.
• Cięcie od krawędzi płyty: jeżeli proces na to pozwala, staraj się wykonywać cięcie od krawędzi płyty, aby całkowicie uniknąć perforacji.

Fskupienie się na rozwiązaniu problemu „pękających dziur”

Nakłucie jest skrajnym przejawem niekontrolowanej perforacji i wymaga bardziej ukierunkowanej strategii.

1. Dokładna regulacja parametrów (dla otworów strzałowych)

• Dalsze zmniejszenie siły przebicia: To jest najbardziej skuteczny pierwszy krok.
• Znacznie zwiększa częstotliwość pulsowania: sprawia, że ​​działanie lasera staje się bardziej „miękkie”.
• Znacznie wydłuż czas perforacji: zapewnij wystarczająco dużo czasu na rozproszenie energii i usunięcie żużla.
• Spróbuj podnieść ostrość: ustaw położenie ogniska perforacji 0,5–2 mm nad powierzchnią materiału (konkretną wartość należy sprawdzić), tak aby średnica wiązki była nieco większa, gęstość energii uległa zmniejszeniu i uniknięto niewielkiego „wybuchu”.

2. Optymalizacja strategii gazowej

• Sprawdź, czy ciśnienie powietrza perforującego zmniejszyło się.
• W przypadku blach ocynkowanych i powlekanych: należy rozważyć użycie azotu lub powietrza do perforacji, a po jej zakończeniu przejść na cięcie tlenowe (w razie potrzeby). Tlen wchodzi bowiem w gwałtowną reakcję z warstwą cynku, powodując pęknięcie.
• Zadbaj o czystość gazu: czystość tlenu musi być wyższa niż 99,95%, gdyż zanieczyszczenia mogą zakłócić proces.

3. Adaptacja materiałów i procesów

• Obróbka blach ocynkowanych/powlekanych: To obszar najbardziej narażony na uszkodzenia podczas obróbki otworów strzałowych. Oprócz powyższych metod gazowych, można również:
• Podczas programowania punkt perforacji ustawiany jest w obszarze bez powłoki lub z płytką powłoką (np. krawędź arkusza, obszar, w którym powłoka jest odcinana jako pierwsza).
• Jeżeli warunki na to pozwalają, należy wstępnie przygotować miejsca perforacji (np. delikatnie zeszlifować powłokę papierem ściernym).
• Cięcie grubych płyt tlenem: należy stosować perforację progresywną i kombinację „niskiej mocy i długiego czasu”.

SLista kontrolna inspekcji i zapobiegania systemom

W przypadku wystąpienia problemów rozwiąż je w następującej kolejności:

Ostatnie wskazówki dotyczące bezpieczeństwa

W przypadku poważnego pęknięcia należy natychmiast przerwać pracę i sprawdzić:

1. Chroń soczewkę:Czy jest zanieczyszczony lub uszkodzony? To najczęstsza strata.

2. Dysza:Czy jest zablokowany lub uszkodzony przez żużel? Do wymiany

3. Wewnątrz głowicy tnącej:Czy pozostały jakieś ślady po rozpylaniu? Wymagane jest profesjonalne czyszczenie.

Podsumowując, istotą rozwiązania problemu perforacji jest: w przypadku różnych materiałów (zwłaszcza blachy ocynkowanej) zrezygnuj z perforacji „uniwersalnej”, zastosuj strategię stopniowej, łagodnej perforacji i niezależnie ustaw niższe ciśnienie perforacji. Wychodząc od standardowej biblioteki procesów urządzenia, można znaleźć „złote parametry” najodpowiedniejszych obecnie materiałów poprzez małe kroki, ukierunkowane testowanie parametrów i optymalizację.