При лазерной резке углеродистой стали поперечное сечение получается шероховатым и зазубренным, что обычно вызвано не одной причиной, а несоответствием нескольких параметров процесса. Далее будут представлены подробные решения с двух точек зрения: основные причины и систематические шаги по устранению неполадок..
TАнализ основных причин.
Шероховатая и зазубренная поверхность в основном является результатом нестабильного подвода энергии и плохого отвода вспомогательного газового шлака. В частности, это можно суммировать в следующих категориях:
1. Проблемы с параметрами процесса (наиболее распространенные):
• Скорость резки не соответствует заявленной:Слишком высокая скорость приводит к недостаточному накоплению энергии и невозможности непрерывной резки, в результате чего образуются дефекты и зазубрины; слишком низкая скорость приводит к чрезмерному обжигу, сильному расплавлению и шероховатости поверхности.
Мощность лазера слишком низкая:Мощности недостаточно для полного испарения или расплавления материала, что приводит к сквозному проплавлению, образованию шлака и неровностей.
• Проблемы с дополнительным газом:
• Неправильное давление воздуха:Слишком низкое давление воздуха не позволяет вовремя сдуть шлак, и он прилипает к нижней части разреза, образуя зазубрины и заусенцы; слишком высокое давление воздуха может вызвать охлаждающий эффект в режущем шве и повлиять на концентрацию энергии.
Недостаточная чистота газа:Недостаточная чистота кислорода (для углеродистой стали обычно ≥ 99,95%) снизит эффективность реакции окисления, что приведет к недостаточному сгоранию и образованию шероховатого участка.
·Неправильное положение фокуса:Если фокус слишком глубокий или слишком мелкий, плотности энергии пучка будет недостаточно для формирования плавной линии разреза. Фокус — один из наиболее чувствительных параметров, влияющих на качество разреза.
2. Проблемы со состоянием оборудования и аппаратной части:
• Износ или загрязнение сопла:Деформация отверстия сопла, засорение распылением приведут к нарушению поля газового потока и не позволят эффективно продувать шлак.
• Загрязнение или повреждение линзы:Наличие пятен или повреждений на защитном и фокусирующем зеркалах приведет к рассеиванию лазерной энергии, уменьшению мощности, фактически достигающей обрабатываемой детали, и ухудшению качества лазерного луча.
• Направляющие/шестерни и другие механические конструкции ослаблены:Нестабильная система перемещения будет вызывать колебания, которые напрямую отражаются на участке резки, образуя зигзагообразную линию.
• Низкое качество пучка:Сам лазер выдает некачественный режим излучения, распределение энергии не сконцентрировано.
3. Материалы и условия обработки:
• Ржавчина, краска или покрытие на поверхности материала:Эти примеси будут неравномерно поглощать и отражать лазерный луч, что будет мешать процессу резки.
• Качество самого материала:Неравномерный состав плиты и большое внутреннее напряжение также приведут к непостоянным результатам резки.
· Пластина не выровнена:В процессе резки пластина извивается, вызывая непрерывное изменение положения фокуса.
SСистематическое исследование и решение (от простого к сложному)
Пожалуйста, выполните следующие шаги для проверки и корректировки, с высокой вероятностью это поможет решить проблему.
Первый шаг: базовый осмотр и подготовка.
1. Проверьте и очистите оптическую систему:
• После выключения проверьте и очистите фокусирующее зеркало и защитное зеркало. Если на них есть царапины или пятна, которые невозможно удалить, немедленно замените их.
• Это первый шаг к обеспечению качества пучка и минимизации затрат на техническое обслуживание.
2. Проверьте и замените форсунку:
• Проверьте, соответствует ли используемое в данный момент отверстие сопла толщине пластины (обычно, чем толще пластина, тем больше может быть отверстие сопла).
• Проверьте, не изношено ли отверстие сопла (не приобрело ли оно овальную форму) и не забито ли оно шлаком. При обнаружении проблемы немедленно замените сопло на новое.
3. Проверьте чистоту и давление газа:
• Подтвердите, что чистота кислорода соответствует требованиям (≥ 99,95%).
• Проверьте газовый тракт на наличие утечек.
• Настройка давления воздуха осуществляется в соответствии с рекомендованными производителем оборудования параметрами и позволяет производить точную регулировку. В случае образования зазубрин и зависания шлака можно попробовать соответствующим образом увеличить давление воздуха (например, на 0,5-1 бар), чтобы понаблюдать за эффектом.
Шаг 2: Оптимизация основных параметров процесса
При проведении последующих пусконаладочных работ настоятельно рекомендуется использовать «диаграмму тестирования процесса резки» (диаграмму в виде квадрата, содержащую множество различных комбинаций параметров) для быстрого сравнения и поиска оптимальной комбинации параметров.
1. Отрегулируйте положение фокусировки:
• Это самый важный шаг. Положение фокуса обычно определяется по отметке 0 (поверхность пластины) и направлено отрицательно вниз.
• Текущее явление (грубое и неровное): Вероятно, фокус слишком глубокий (слишком большое отрицательное значение) или слишком поверхностный (положительное значение).
• Метод отладки: На основе существующих параметров положение фокуса систематически изменяется от низкого к высокому (или от высокого к низкому) с шагом 0,2 мм или 0,5 мм для пробной резки. Вы найдете «оптимальное положение фокуса» с наиболее гладким участком и наименьшими зубьями. Обычно при резке углеродистой стали фокус находится примерно на 1/3 толщины пластины ниже ее поверхности.
2. Оптимизация скорости и мощности резки:
• Принцип:Необходимо скоординировать мощность и скорость.
· Текущее явление (грубое, зазубренное):В первую очередь подозревается слишком высокая или слишком низкая мощность.
• Метод отладки:
Метод А (фиксированная мощность): сохраняя текущую мощность неизменной, постепенно уменьшайте скорость резания, наблюдая за изменением сечения. Если зубья пилы уменьшаются, значит, первоначальная скорость слишком высока.
Метод B (фиксированная скорость): Сохраняя текущую скорость неизменной, постепенно увеличивайте мощность лазера и наблюдайте за изменениями поперечного сечения. Если мощность увеличивается, значит, исходной мощности недостаточно. Оптимальным является достижение критической точки, при которой «резка происходит идеально, и сечение гладкое». Слишком высокая скорость приведет к дефектам и зазубринам. Слишком низкая скорость приведет к перегреву пластины и образованию большого количества шлака внизу.
3. Точная настройка давления газа:
• После регулировки фокуса, скорости и мощности выполните точную настройку давления воздуха.
• Наблюдайте за искрой во время резки: в идеале искра должна быть длинной и равномерной, направленной вниз. Если искры редкие, короткие и расходящиеся, значит, давление или скорость воздуха не соответствуют требованиям.
• Для удаления зубцов и висячего шлака обычно эффективно соответствующим образом повысить давление воздуха.
Шаг 3: Расширенная проверка
Если ни один из вышеперечисленных шагов не помог, следует рассмотреть более серьезные проблемы.
1. Проверьте механическую конструкцию оборудования:
• Проверьте, не ослаблены ли балка, шестерня и зубчатая рейка. Надавите рукой на режущую головку, чтобы убедиться в отсутствии аномального зазора или тряски.
• При работе на низкой скорости понаблюдайте, плавно ли работает станок. Механическое ослабление может напрямую привести к образованию зубцов на режущей кромке.
2. Проверьте выходной сигнал лазера:
• По возможности используйте измеритель мощности лазера, чтобы проверить, соответствует ли фактическая выходная мощность заданному значению.
• Ухудшение режима работы луча (например, переход от основного режима TEM00 к режиму более высокого порядка) также приведет к снижению режущей способности. В этом случае необходимо обратиться к поставщику оборудования для профессиональной проверки и технического обслуживания.
Краткое изложение и контрольный список для быстрых действий
При возникновении этой проблемы выполните следующие действия:
1. Изменение:Замените на новое, чистое защитное зеркало и форсунку.
2. Настройте:Систематическая корректировка положения фокуса — это самый быстрый способ получить результат.
3. Выпадение:Соответственно снизьте скорость резки.
4. Увеличение:Если снижение скорости не помогает, попробуйте увеличить мощность лазера.
5. Проверка:Проверьте точность показателей чистоты кислорода и давления воздуха и при необходимости повысьте давление воздуха.
6. Тест:Если проблема сохраняется, проведите пробный процесс резки, чтобы найти оптимальное сочетание параметров для данной пластины.
7. Подключение:Если все методы не помогли, немедленно свяжитесь со службой послепродажного обслуживания оборудования, чтобы проверить состояние механической передачи и лазера.
Лазерная резка — это «сбалансированное» искусство, требующее идеальной координации четырех основных элементов: мощности, скорости, газа и фокусировки. Терпеливая, систематическая отладка — ключ к решению подобных проблем.
Дата публикации: 01.12.2025
