Relația dintre focalizarea tăierii cu laser și bavuri

Poziția focală în tăierea cu laser are o relație directă și deterministă cu formarea bavurilor.Pe scurt, poziția focală afectează direct distribuția energiei fasciculului în material, determinând astfel calitatea tăieturii, eficiența expulzării materialului topit și dacă se formează în cele din urmă bavuri.Relațiile sunt detaliate mai jos.

Principiu de bază: Cum afectează poziția focală procesul de tăiere

Principiul tăierii cu laser este de a iradia piesa de prelucrat cu un fascicul laser cu densitate mare de energie, determinând topirea sau vaporizarea rapidă a acesteia, în timp ce...辅助un gaz (cum ar fi oxigenul sau azotul) îndepărtează materialul topit pentru a forma tăietura.

Focus: Punctul în care energia fasciculului laser este cea mai concentrată și dimensiunea spotului său este cea mai mică.

Poziția focalizării: se referă la amplasarea punctului focal în raport cu suprafața piesei de prelucrat. Se împarte în trei cazuri:

1. Defocalizare pozitivă: Punctul focal este situat deasupra suprafeței piesei de lucru.

2. Defocalizare negativă: Punctul focal este situat sub suprafața piesei de lucru.

3. Zero defocalizare: Punctul focal se află precis pe suprafața piesei de lucru.

Relația specifică dintre poziția focalizării și bavură

Natura bavurii este aceea că topitura reziduală, care nu a fost complet îndepărtată prin suflare, se resolidifică în partea de jos a tăieturii. Poziția focalizării afectează bavura în principal prin afectarea formei tăieturii și a forței de curgere a aerului.

1. este neclar (focalizarea se face pe piesa de lucru)

• Distribuția energiei: După ce fasciculul intră în material, acesta este divergent, iar densitatea energiei scade treptat de sus în jos. Energia este cea mai puternică pe suprafața superioară și cea mai slabă pe suprafața inferioară.
• Forma inciziei: ușor de format o incizie în formă de V, cu o parte superioară lată și una inferioară îngustă.

Efect asupra bavurii:

• Din cauza energiei insuficiente la bază, partea inferioară a materialului nu poate fi complet topită sau gazificată.
• Debitul gazului auxiliar este accelerat la fundul îngust, dar forța de suflare poate să nu fie suficientă pentru a îndepărta complet topitura vâscoasă și a o îndepărta prin suflare.

Rezultate: Este ușor să se producă un număr mare de bavuri persistente pe suprafața inferioară. Aceasta este una dintre cele mai frecvente cauze ale bavurilor.

2. Defocalizare negativă (focalizare sub piesa de lucru)

• Distribuția energiei; fasciculul converge în interiorul materialului, iar densitatea energiei atinge cea mai mare valoare în partea de mijloc sau inferioară a materialului.
• Forma inciziei: ușor de format o incizie în formă de tambur la talie, cu părți superioare și inferioare înguste și mijloc lat.

Efect asupra bavurii:

• Avantajul este că energia de la bază este insuficientă și materialul poate fi topit mai bine.
• Totuși, mijlocul inciziei este cel mai lat, ceea ce poate determina răspândirea fluxului de aer aici și slăbirea forței de suflare atunci când ajunge la fund.
• Dacă parametrii nu sunt potriviți corect, topitura poate adera în continuare la fund din cauza rândului murdar.

Rezultate: Comparativ cu defocalizarea pozitivă, starea bavurii va fi îmbunătățită, dar este posibil să se producă în continuare o cantitate mică de bavură moale. Pentru tăierea plăcilor groase, uneori se folosește defocalizarea negativă pentru a se asigura că partea de jos este tăiată.

3. Defocalizare zero sau focalizare optimă (focalizare pe suprafața piesei de prelucrat sau la o adâncime specifică)

• Distribuția energiei: Zona cea mai concentrată de energie este situată pe suprafața piesei de prelucrat, care este cea mai bună pentru tăierea plăcilor subțiri. Pentru plăcile groase, este de obicei necesară o poziție de „focalizare optimă”, adică focalizarea se întinde pe o anumită adâncime în interiorul materialului (de exemplu, 1/3 din grosimea plăcii) pentru a echilibra energia superioară și inferioară.
• Forma inciziei: cea mai ideală incizie verticală, paralelă.

Efect asupra bavurii:

• Distribuția energiei în întreaga zonă de incizie este relativ uniformă, iar materialul poate fi topit continuu și stabil.
• Tăieturile paralele asigură o trecere lină pentru gazul auxiliar, care poate transporta suficientă energie cinetică pentru a descărca ușor topitura de jos.

Rezultat: Aceasta este cea mai bună stare pentru a nu obține bavuri sau pentru a obține foarte puține incizii cu bavuri. Topitura a fost îndepărtată „curat” fără reziduuri.

Rezumat și analogie

Poți să o înțelegi astfel:

• Este neclar: ca o „daltă tocită”, partea de sus este foarte dură, dar partea de jos este plictisitoare, putând doar „freca” materialul, lăsând o asperitate.
• Defocalizare negativă: Ca și cum s-ar produce o „explozie” în interiorul materialului, deși poate exploda, ieșirea poate să nu fie netedă și va scoate la iveală niște resturi.
• Cea mai bună focalizare: Ca un „bisturiu ascuțit”, tăiat îngrijit de sus în jos, curat și îngrijit.

Ghid practic: Cum să ajustați focalizarea pe baza erorilor

În timpul funcționării efective, dacă se constată bavuri, trebuie urmați următorii pași pentru verificare și reglare:

1. Observați forma bavurii:

• Există o mulțime de bavuri granulare, dure pe fund: este probabil ca partea de jos să nu fie tăiată din cauza faptului că nu este focalizată (focalizarea este prea mare) sau putere insuficientă/viteză prea mare. Focalizarea trebuie reglată în jos.
• Există o mică bavură moale, ușor de căzut, asemănătoare unei bărbi, în partea de jos: poate fi vorba de defocalizare negativă (focalizarea este prea scăzută) sau de presiune insuficientă a gazului/gaz impur, care face ca topitura să nu fie suflată. Puteți încerca să reglați fin focalizarea în sus și să verificați parametrii gazului.

2. Calibrare și testare concentrate:

• Folosiți un instrument de focalizare pentru a determina cu precizie poziția zero a focalizării.
• În software-ul parametrilor de tăiere, ajustarea valorii ± se efectuează de obicei pe baza punctului 0. Efectuați 1 set de teste de focalizare (de exemplu, de la +1 la -3 în pași de 0,5), tăiați aceeași figură, apoi observați care poziție are tăietura cea mai netedă și cele mai puține bavuri. Această poziție este cea mai bună focalizare pentru materialele, grosimile și echipamentele actuale.

Oalți factori cheie care afectează erorile (de luat în considerare în coordonare)

Focalizarea nu este singurul factor și trebuie optimizată împreună cu alți parametri ai procesului:

Gaz auxiliar:

Presiune:Presiunea insuficientă nu poate îndepărta eficient zgura; o presiune prea mare poate provoca turbulențe, care vor afecta stabilitatea.

Puritate:În special la tăierea oțelului inoxidabil, este important să se utilizeze azot de înaltă puritate (99,99% sau mai mult). Oxigenul rezidual va forma zgură oxidată și va agrava bavurile.

Viteză de tăiere:Viteza este prea mare, energia de intrare este insuficientă, iar materialul nu este tăiat complet, formând bavuri la bază; viteza este prea mică, putând apărea și ablații excesive, tăieturi brute și bavuri.

Putere laser:putere și viteză pe măsură. Puterea este prea mică pentru a tăia.

Duză:Deschiderea, înălțimea și concentricitatea duzei afectează direct starea fluxului de aer. Neconcentricitatea este o cauză frecventă a calității neuniforme a tăierii și a bavurilor.

Materialul în sine:Compoziția materialului, starea suprafeței (cum ar fi prezența ruginii, a uleiului) au, de asemenea, un impact.

Poziția focalizării este principalul parametru de ajustare pentru controlul bavurilor de tăiere cu laser.Poziția focală ideală creează o tăietură verticală, netedă și permite gazului auxiliar să descarce eficient topitura. Când întâmpinați o problemă de bavură, ar trebui mai întâi să efectuați sistematic un test de focalizare pentru a găsi cea mai bună focalizare, apoi să coordonați ajustarea altor parametri, cum ar fi gazul și viteza, pentru a obține un efect de tăiere perfect, fără bavuri.