Problemy, które mogą wystąpić podczas cięcia blach laserem

Podczas cięcia laserowego występują problemy takie jak osad na spodzie przedmiotu obrabianego, zagięcia w dolnej części powierzchni cięcia, przepalanie kątów prostych/ostrych narożników oraz chropowata powierzchnia cięcia. Poniżej przedstawiono systematyczne przyczyny i rozwiązania tych problemów.

Przegląd rozwiązywania problemów podstawowych

Problem 1: osad na dnie przedmiotu obrabianego (wiszący żużel)

Analiza przyczyn: po stopieniu materiału przez laser, nie zostaje on w porę i całkowicie oderwany od dna nacięcia przez gaz pomocniczy, co powoduje jego kondensację i utworzenie wiszącego żużla. Jest to w zasadzie kwestia równowagi energetycznej i gazowej.

Rozwiązanie:

1. Zoptymalizuj parametry gazu:

• Ciśnienie; W przypadku stali nierdzewnej, stopów aluminium itp., przy stosowaniu azotu jako gazu pomocniczego o wysokiej czystości, ciśnienie musi być wystarczająco wysokie (na przykład 1,6 MPa lub więcej), aby zapewnić cięcie bez utleniania i odpędzenie żużla. W przypadku stosowania tlenu do stali węglowej ciśnienie powinno być umiarkowane, ponieważ zbyt wysokie zintensyfikuje reakcję i utworzy żużel szorstki.
• Czystość i rodzaj: aby zagwarantować czystość gazu (szczególnie azot wymaga czystości większej niż 99,9%), czystość tlenu również musi wynosić ponad 99,5%.

2. Kalibracja ogniskowania wiązki:

• Najczęstszą przyczyną jest odchylenie położenia ostrości. Przeprowadź kalibrację ostrości i spróbuj precyzyjnie wyregulować położenie ostrości w górę i w dół. Zazwyczaj lekkie obniżenie ostrości (głęboko w materiale) pomaga poprawić jakość cięcia od dołu.

3. Dostosuj moc i prędkość

• Zbyt duża prędkość lub zbyt niska moc doprowadzą do przecięcia i powstania miękkiego, wiszącego żużla; zbyt mała prędkość lub zbyt duża moc doprowadzą do przetopienia i powstania twardego i kruchego, wiszącego żużla. Konieczne jest znalezienie optymalnej kombinacji mocy i prędkości, dopasowanej do grubości blachy.

4. Sprawdź i wymień dyszę:

• Użycie uszkodzonych, zdeformowanych lub niedopasowanych dysz może zakłócić przepływ powietrza. Sprawdź, czy centralny otwór dyszy jest zaokrąglony i dobierz dyszę o odpowiedniej średnicy, w zależności od grubości płyty (zazwyczaj duża średnica dla grubej płyty i mała dla cienkiej płyty).

Problem 2: Wytnij dolne zakładki (paski/przetłoczenia)

Analiza przyczyn: Jest to typowe zjawisko przepalania. Z powodu nadmiernego dopływu ciepła materiał ulega nadmiernemu stopieniu, a nawet odparowaniu, tworząc szorstkie, pomarszczone paski w dolnej połowie sekcji tnącej.

Rozwiązanie:

• Regulacja podstawowa: Zwiększenie prędkości cięcia. Zbyt niska prędkość jest główną przyczyną. Zwiększenie prędkości może zmniejszyć obszar lasera w jednostce czasu, aby uniknąć gromadzenia się ciepła.
• Zmniejsz moc lasera. Jeśli nie można już zwiększyć prędkości lub podnoszenie prowadzi do przecięcia, należy odpowiednio zmniejszyć moc, aby zmniejszyć całkowitą ilość ciepła doprowadzonego.
• Dostosuj pozycję ostrości. Spróbuj nieco obniżyć pozycję ostrości, aby zwiększyć koncentrację energii i zmniejszyć strefę oddziaływania ciepła.
• Sprawdź i zmniejsz ciśnienie gazu pomocniczego. Szczególnie w przypadku stosowania tlenu do cięcia stali węglowej, zbyt wysokie ciśnienie tlenu zaostrzy reakcję utleniania, działając jak „poprawiacz spalania”, i wygeneruje nadmierne ciepło. Odpowiednie obniżenie ciśnienia powietrza może mieć nieoczekiwane skutki.

Problem 3: Kąt prosty/Ostre palenie

Analiza przyczyn: Prędkość głowicy laserowej jest stabilna podczas ruchu po linii prostej, ale podczas cięcia pod kątem prostym lub ostrym musi ona zwolnić, obrócić się i ponownie przyspieszyć. Spadek prędkości na narożniku powoduje wydłużenie czasu pracy lasera, a ciepło kumuluje się gwałtownie, co powoduje ablacja ostrego narożnika.

Rozwiązanie:

1. Zastosuj zaokrąglone narożniki (najskuteczniejsza metoda):

• Na etapie projektowania rysunku ostry narożnik zostaje zmieniony na mały narożnik zaokrąglony (róg R). Nawet niewielkie zaokrąglenie o promieniu 0,5 mm pozwala na płynne przejście głowicy tnącej, uniknięcie drastycznych zmian prędkości i skuteczne zapobieganie przepalaniu.

2. Użyj funkcji przetwarzania narożnika (funkcja jasnego narożnika):

• Nowoczesne systemy cięcia laserowego są wyposażone w funkcję „regulacji mocy w narożnikach” lub „jasnego narożnika”. Funkcja ta umożliwia:
• Po wykryciu narożnika moc lasera zostaje automatycznie zmniejszona.
• Można też zastosować cięcie segmentowe, na chwilę wyłączyć laser w rogu i przeciąć na dwa segmenty.
• Aby włączyć i debugować tę funkcję, zapoznaj się z instrukcją systemu operacyjnego swojego urządzenia.

3. Zmniejsz prędkość cięcia w narożniku:

• W tabeli parametrów procesu prędkość cięcia narożnika jest ustawiana osobno, tak aby była niższa od prędkości liniowej, ale należy to stosować łącznie ze zmniejszeniem mocy.

Problem 4: szorstka powierzchnia cięcia (słoje pionowe)

Analiza przyczyn: powierzchnia cięcia wydaje się oczywista, a nie gładka, w postaci pionowych pasów, zwykle z powodu niestabilności energii lub niedopasowania parametrów, co skutkuje nierównomiernym stanem topnienia materiału.

Rozwiązanie:

• Upewnij się, że ostrość jest precyzyjna i stabilna: To najważniejszy czynnik dla uzyskania gładkiej powierzchni cięcia. Niewielka zmiana ostrości spowoduje znaczną różnicę w liniach przekroju poprzecznego. Wyczyść i skalibruj soczewkę ogniskującą, aby upewnić się, że ostrość jest stabilna.
• Należy stosować gaz pomocniczy o wysokiej czystości: Zanieczyszczenia w gazie mogą zakłócać przepływ i proces chłodzenia stopionego metalu, co może skutkować powstaniem nierównych fragmentów.
• Zoptymalizuj prędkość skrawania: Niestabilna prędkość lub nieprawidłowe ustawienie spowoduje, że stopiony metal będzie tworzył nierówne paski podczas chłodzenia. Znajdź stabilną prędkość, która zapewni ciągłe, gładkie wióry.

Sprawdź stabilność sprzętu:

• Czy szyna prowadząca jest gładka? Wibracje urządzenia będą bezpośrednio odbijać się na powierzchni cięcia.
• Czy dysza jest współosiowa z belką? Przepływ powietrza w różnych osiach może powodować asymetrię i chropowatość przekroju.
• Czy soczewki optyczne są czyste, czy uszkodzone? Zanieczyszczone soczewki mogą rozpraszać energię lasera, powodując słabe cięcia i nierówności.

Ogólna lista kontrolna fundamentów

Przed dokonaniem jakichkolwiek drobnych zmian parametrów należy wykonać następujące podstawowe kontrole:

1. Soczewka optyczna:sprawdź czy soczewka skupiająca i soczewka ochronna są czyste, nie ma na nich zanieczyszczeń, plam wody i uszkodzeń.

2. Wyrównanie dyszy:Upewnij się, że wiązka lasera przechodzi idealnie przez środek dyszy.

3. Gaz i obieg gazowy:sprawdź, czy w obwodzie gazowym nie ma wycieków, a rodzaj i czystość gazu są prawidłowe.

4. materiał:aby mieć pewność, że powierzchnia płyty jest czysta, bez warstwy tlenku, oleju i jednolitego materiału.

Podsumowanie i zalecenia

Cięcie laserowe to precyzyjny proces z synergią wielu parametrów. Kluczem do rozwiązania problemu jest „zmiana tylko jednej zmiennej na raz” i prowadzenie dokumentacji w celu ustalenia pierwotnej przyczyny problemu.