Cum se rezolvă problema zgurii lipite la tăierea cu laser a plăcii de aluminiu

Tăierea cu laser a zgurii de aluminiu (cunoscută și sub denumirea de zgură suspendată, zgură de aluminiu) este o problemă comună, în principal datorită conductivității termice ridicate a aluminiului, punctului de topire scăzut, oxidării ușoare și vâscozității în stare topită, precum și altor caracteristici. Pentru a rezolva problema sistematic, este necesară optimizarea gazului, parametrilor, materialelor, echipamentelor și procesului 5. Următoarele oferă un set complet de soluții:

Cheie: selecția și optimizarea gazului auxiliar (aceasta este cea mai importantă parte)

1. Se preferă azotul de înaltă puritate

• Principiu: Azotul, ca gaz inert, poate preveni eficient oxidarea topiturii de aluminiu și poate reduce formarea reziduurilor lipicioase de oxid de aluminiu (Al₂O₃). În același timp, azotul de înaltă presiune poate sufla lichidul de aluminiu topit în jos din fantă, în loc să se acumuleze lateral.
• Cerință de puritate: ≥ 99,99% (se recomandă 99,995% sau mai mult). Lipsa de puritate este una dintre principalele cauze ale lipirii zgurii.
• Cerințe de presiune: în funcție de ajustarea grosimii plăcii, de obicei mai mari (cum ar fi tăierea unei plăci de aluminiu de 3 mm la 1,5-2,0 MPa). Presiunea insuficientă nu îndepărtează eficient topitura.

2. Aer comprimat de înaltă calitate (alternativă economică)

• Scenarii aplicabile: cerințele de calitate a suprafeței inferioare nu sunt ridicate sau prelucrarea brută a plăcii subțiri de aluminiu (cum ar fi ≤ 3 mm).
• Condiții necesare:
• Trebuie să fie echipate cu uscătoare frigorifice de înaltă eficiență și filtre de precizie pentru a asigura că aerul este fără apă și fără ulei. Umiditatea și uleiul vor agrava oxidarea aluminiului și lipirea zgurii.
• Presiunea ar trebui să fie suficient de stabilă.

3. Oxigen (scop special)

• Principiu: Se utilizează reacția de oxidare pentru a furniza căldură suplimentară și a crește viteza de tăiere. Cu toate acestea, inevitabil se va produce o cantitate mare de zgură de alumină rugoasă și dură, ceea ce nu este de obicei recomandat pentru tăieri care nu necesită lipirea zgurii, ci doar pentru situațiile în care sunt necesare cerințe de suprafață foarte mici sau prelucrare ulterioară.

optimizarea parametrilor de tăiere

Parametrii trebuie corelați cu gazul pentru depanarea sistemului.

1. Echilibrul dintre putere și viteză:

• Puterea este prea mare/viteza este prea mică: excesul de energie provoacă topirea excesivă a aluminiului, baia topită devine mai mare, gazul este dificil de suflat și se formează zgură sferică la bază.
• Puterea este prea mică/prea rapidă: energie insuficientă, materialul nu este tăiat sau partea de jos se răcește prea repede, topitura se va solidifica pe margine înainte de a putea fi suflată.
• Metoda de depanare: pe baza parametrilor recomandați, se efectuează testul scării de viteză pentru a găsi „punctul ideal” care pur și simplu taie și lasă cea mai mică cantitate de zgură agățată.

2. Frecvență și ciclu de funcționare:

• Reducerea frecvenței și ajustarea ciclului de funcționare ajută uneori la controlul aportului de căldură și la reducerea supraîncălzirii părții inferioare. Pentru plăcile subțiri, se pot utiliza frecvențe mai mari.

3. Poziția focalizării:

• Încercați să reduceți ușor focalizarea (defocalizare negativă) astfel încât energia să fie mai concentrată în jumătatea inferioară a plăcii, ceea ce duce la suflarea topiturii de jos în jos. Acesta este un mijloc eficient de a îmbunătăți zgura suspendată de jos. Trebuie ajustată fin în funcție de situația reală.

Starea echipamentelor și consumabilelor

1. Inspecția și selecția duzei:

• Stare: Asigurați-vă că duza nu prezintă uzură, deformare și nu este înclinată între centre. O duză uzată va cauza turbulențe ale fluxului de aer, iar suflarea zgurii va fi slabă.
• Diametru: de obicei, se utilizează o duză cu diametru mai mare (cum ar fi φ2,0 mm sau mai mare) cu azot de înaltă presiune, putând forma o acoperire mai puternică și mai largă a barierei de curgere a aerului.

2. Calitatea fasciculului:

• Asigurați-vă că lentila capului laser (oglinda de focalizare, oglinda de protecție) este curată și fără poluare și asigurați-vă că distribuția energiei fasciculului este uniformă și concentrată.

Pregătirea materialelor și a procesului

1. Suprafața și materialul plăcii de aluminiu:

• Curățare: Îndepărtați stratul de ulei, praf și oxid de pe suprafața plăcii de aluminiu înainte de tăiere. Se poate utiliza un agent de curățare special pentru aliajul de aluminiu.
• Gradul aliajului: performanța aliajelor de aluminiu este diferită. De obicei, seria 5 (cum ar fi 5052) este mai bună decât seria 6 (cum ar fi 6061) și are o zgură mai puțin lipicioasă. Vâscozitatea ridicată a aliajelor de siliciu, magneziu și alte elemente este mai mare.
• Strat de oxid: dacă există o peliculă groasă de oxid pe suprafața plăcii, aceasta poate fi ușor lustruită sau decapată.

2. Distanța de lucru:

• Asigurați-vă că distanța dintre duză și placă este constantă și adecvată (de obicei 0,5-1,5 mm). O distanță prea mare va slăbi presiunea gazului.

3. Perforație și plumb:

• Optimizați parametrii de perforare pentru a preveni acumularea stropilor pe suprafață în timpul perforării.
• Folosiți cabluri exterioare sau cabluri de arc pentru a evita acumularea de zgură la începutul conturului piesei de prelucrat.

Tratament după tăiere (acțiune corectivă)

Dacă încă există o ușoară aderență la zgură, se pot lua următoarele măsuri:

1. Îndepărtare fizică:Folosiți o racletă, o perie din oțel inoxidabil sau un burete abraziv pentru îndepărtarea manuală. Pentru zgura dură, din tablă groasă, poate fi necesară o polizor unghiular mic cu o roată specială din nailon.

2. curățare chimică:Utilizarea unui lichid special de curățare pentru aluminiu sau a unei șervețele umede cu soluție alcalină diluată poate dizolva o parte din zgura lipicioasă. Evitați utilizarea acizilor și bazelor puternice și, după tratament, clătiți bine cu apă și uscați.

3. Sablare:Pentru piesele din lot sau care necesită o suprafață mată uniformă, se poate folosi nisip fin (cum ar fi perlele de sticlă) pentru sablare.

Prin investigarea și optimizarea sistematică de mai sus, problema lipirii zgurii la tăierea cu laser a plăcii de aluminiu poate fi controlată eficient pentru a obține o tăiere de înaltă calitate. Cheia este de a înțelege că „purificarea eficientă a gazului de înaltă puritate” este nucleul și că toți ceilalți parametri sunt coordonați în jurul acestui nucleu.