Abilități de tăiere cu laser a suprafețelor strălucitoare

Utilizarea mașinii de tăiere cu laser cu fibră pentru tăierea materialelor cu suprafețe strălucitoare (cum ar fi oțelul inoxidabil cu aspect de oglindă, aluminiul lucios, cuprul, alama etc.) are diferențe fundamentale și avantaje majore față de utilizarea laserului CO₂ tradițional, dar necesită și abilități speciale pentru a obține cele mai bune rezultate și a asigura siguranța.

Principiu de bază: Lungimea de undă a laserului cu fibră este de 1,06 microni, iar rata de absorbție a materialelor metalice este mult mai mare decât cea a laserului CO₂, care are 10,6 microni.Aceasta înseamnă că laserul cu fibră este mai puțin probabil să fie reflectat, eficiența utilizării energiei este mai mare, iar riscul de deteriorare a echipamentului prin reflexie este mult redus. Dar asta nu înseamnă că nu există provocări.

Următoarele sunt tehnicile de tăiere a suprafețelor strălucitoare special concepute pentru mașina de tăiere cu laser cu fibră:

Avantaje și premise principale

În primul rând, este clar că pentru cea mai comună suprafață lucioasă din oțel inoxidabil 304, mașinile moderne de tăiere cu laser cu fibră pot tăia de obicei direct fără pretratare complicată, cum ar fi laserul CO₂, iar riscul de reflexie este extrem de scăzut. Dificultatea constă în principal în modul de obținere a unei suprafețe de tăiere „impecabile” pentru a preveni zgârieturile și oxidarea suprafeței.

Competențe cheie și optimizarea parametrilor

1. Selectarea gazului și controlul presiunii (cel mai critic)

• Tăiere cu azot/azot de înaltă puritate
• Scop: Obținerea unei muchii de tăiere a suprafeței strălucitoare, fără oxidare, de culoare alb-argintie sau naturală.
• Cerințe de presiune: Este necesară o presiune a aerului foarte mare (de obicei > 1,2 MPa sau chiar mai mare). Azotul la presiune înaltă poate îndepărta rapid metalul topit, pentru a preveni oxidarea acestuia pe suprafața de tăiere și decolorarea acestuia, răcind în același timp cusătura de tăiere.
• Cerințe de puritate: Folosiți azot cu o puritate de 99,99% sau mai mare pentru a evita impuritățile de oxigen care provoacă oxidarea suprafeței tăiate și îngălbenirea și înnegrirea acesteia.
• Tăiere cu oxigen:
• Se aplică doar pentru urmărirea vitezei de tăiere și nu ține cont de suprafața de tăiere a stratului de oxid negru. În general, nu se utilizează pentru piesele de prelucrat care trebuie să mențină un aspect de „suprafață strălucitoare”.

2. Selectarea duzei și controlul înălțimii

• Utilizați duze cu strat dublu/compuse: duzele cu strat dublu (cum ar fi duzele HighSpeed, LowSpeed) pot forma un flux de aer agregat mai stabil, capacitatea de îndepărtare a zgurii este mai puternică, fiind potrivite în special pentru tăierea suprafețelor lucioase cu azot de înaltă presiune.
• Diafragma duzei: în funcție de grosimea plăcii selectate, se utilizează de obicei o diafragmă puțin mai mare (cum ar fi φ2.0, φ3.0) pentru a asigura un flux de aer suficient.
• Poziția focalizării: Încercați să ajustați focalizarea ușor în jos (mai adânc în foaie) pentru a obține o tăietură mai verticală și mai netedă.
• Înălțimea de tăiere: mențineți o înălțime de urmărire constantă și precisă pentru a asigura un flux de aer stabil.

3. Optimizarea parametrilor laser

• Putere: Utilizarea unei puteri mai mari cu viteză mare poate reduce zona afectată de căldură și poate evita topirea excesivă sau îngălbenirea muchiei așchietoare.
• Frecvență: Creșterea frecvenței impulsurilor (cum ar fi 500-1000Hz sau mai mare) poate face linia de tăiere mai delicată și mai netedă.
• Ciclu de funcționare: ajustați ciclul de funcționare corespunzător, sub premisa asigurării stabilității tăierii, pentru a găsi cei mai buni parametri de finisare.
• Viteză de tăiere: în cazul asigurării tăierii complete, încercați să utilizați o viteză de tăiere mai mare pentru a reduce acumularea de căldură.

4. Gestionarea concentrării

• A fost efectuat un test de focalizare pentru a găsi cea mai bună poziție de focalizare pentru materialul suprafeței strălucitoare și grosimea acesteia. De obicei, o focalizare ușor negativă (focalizarea laserului este în interiorul plăcii) ajută la obținerea unei secțiuni verticale mai bune.

Considerații speciale pentru diferite materiale lucioase

oțel inoxidabil oglindă:

• Prima suprafață protectoare: utilizarea unei folii protectoare speciale de înaltă calitate pentru tăierea cu laser! Aceasta este cea mai eficientă modalitate de a preveni zgârietura suprafeței oglinzii de către stropii generați în timpul tăierii și de pe suprafața mesei mașinii.
• După tăiere, folia protectoare poate fi ușor îndepărtată pentru a obține o suprafață netedă.

Aluminiu și aliaje de aluminiu (în special cu luciu intens):

• Riscul de reflectanță: Reflectivitatea aluminiului pur și a aluminiului cu conținut ridicat de siliciu este încă ridicată. Deși riscul este mai mic decât cel al CO₂, laserele cu fibră ultra-puternică (de exemplu, 10.000 wați sau mai mult) trebuie să fie totuși atente la posibilul impact al reflexiilor inverse asupra componentelor interne ale capului de fibră la tăiere.
• Parametri: Aluminiul conduce căldura rapid, necesită o putere de vârf mai mare și o viteză mai mare. Se utilizează azot de înaltă puritate și poate fi necesar să se adauge o cantitate mică de argon pentru a obține o secțiune mai strălucitoare.
• Atârnarea zgurii: Tăierea aluminiului este ușoară pentru a produce agățarea zgurii de jos, care trebuie depășită prin optimizarea presiunii aerului și a focalizării.

cupru și alamă:

• Reflectivitate ridicată: Cuprul pur este unul dintre cele mai reflectorizante metale și reprezintă, de asemenea, un risc pentru laserele cu fibră. Începeți întotdeauna testul cu putere redusă.
• Problemă de absorbție: Se poate utiliza un laser cu fibră verde (lungime de undă 515 nm). Cuprul are o rată de absorbție foarte mare a luminii verzi. Este o alegere ideală pentru tăierea cuprului, dar echipamentul este scump.
• Alamă: zinc, la tăiere se vor genera vapori de zinc, secțiunea se înnegresește ușor. Este necesar azot la presiune înaltă, iar parametrii sunt optimizați.

Recomandări de siguranță și operaționale

1. Primul test:Pentru materialele cu reflexie ridicată (cupru pur, aluminiu pur), la prima tăiere, se poate folosi mai întâi resturi și se poate testa la o putere mai mică pentru a observa starea de tăiere și feedback-ul mașinii.

2. Inspecția echipamentelor:Asigurați-vă că capul laser al mașinii de tăiere cu laser cu fibră este echipat cu un dispozitiv de protecție antireflexie (cum ar fi un izolator de reflexie inversă). Majoritatea mașinilor moderne cu fibră optică de putere medie spre mare sunt dotate standard.

3. Curățare și întreținere:

• Curățați suprafața materialului cu ulei înainte de tăiere.
• Verificați și curățați periodic duza și protejați lentila. Gazul de înaltă presiune în timpul tăierii suprafețelor lucioase poate ridica mai ușor praful și îl poate atașa de lentilă.

4.Tăiere de probă și bibliotecă de parametri:Creați o „bibliotecă de parametri de tăiere a suprafețelor lucioase” pentru diferite materiale, diferite grosimi și diferite cerințe de suprafață și efectuați verificări de tăiere la scară mică de fiecare dată când materialul este înlocuit.

Puncte de rezumat

Concluzie:În cazul laserelor cu fibră, nucleul tăierii materialelor cu suprafețe lucioase s-a schimbat de la „cum să previi deteriorarea prin reflexie” la „cum să optimizezi procesul pentru a obține o suprafață de tăiere perfectă și a proteja aspectul materialului”. Prin combinarea „ajustării fine a parametrilor de protecție a peliculei de suprafață de tăiere la presiune înaltă cu azot de înaltă puritate”, piesele de prelucrat cu suprafețe lucioase de înaltă calitate pot fi procesate stabil și eficient.