Как устранить заусенцы, образующиеся при лазерной резке металла

Образование заусенцев при лазерной резке листового металла — распространенная проблема процесса, обычно указывающая на неоптимальность процесса резки. Для систематического решения этой проблемы необходимо проводить проверку и корректировку по нескольким параметрам, таким как оборудование, материалы, параметры процесса и вспомогательные газы.

Основные направления оптимизации и конкретные меры

1. Оптимизация параметров процесса (для углеродистой стали и других материалов)

• Мощность лазера: недостаточная мощность является одной из основных причин образования заусенцев. Соответствующее увеличение мощности может обеспечить полное расплавление металла. Однако следует отметить, что слишком высокая мощность может привести к пригоранию листа или образованию шлака.
• Скорость резки: Слишком высокая скорость приводит к недостаточной подаче энергии лазера, материал не полностью расплавляется и будет сдуваться потоком воздуха в виде заусенцев; слишком низкая скорость приводит к сильному пригоранию и образованию шлака. Отрегулируйте скорость до оптимального значения, соответствующего мощности и толщине листа. Обычно перед этим можно провести тестирование параметров. Положение фокуса: Неправильная фокусировка приводит к недостаточной плотности энергии. Проведите тест фокусировки, чтобы найти наиболее подходящее положение для текущей толщины листа (обычно при резке углеродистой стали фокус находится на поверхности листа или немного ниже).

2. Убедитесь, что вспомогательный газ находится в наилучшем состоянии (наиболее важный фактор).

• Тип и чистота газа:
• При резке углеродистой стали необходимо использовать кислород высокой чистоты (≥ 99,95%). Кислород участвует в экзотермической реакции, способствуя сгоранию и удалению шлака. Недостаточная чистота значительно повлияет на качество резки и образование оксидного слоя на обрабатываемом участке.

При резке нержавеющей стали и алюминия следует использовать азот высокой чистоты (≥ 99,99%) или аргон. Для обеспечения резки без окисления используйте газ под высоким давлением, чтобы удалить расплавленный металл. Нечистый газ вызовет образование шлака в нижней части заготовки.

• Давление газа:
• Резка углеродистой стали (кислородом): давление не должно быть слишком высоким (обычно 0,8-2 бар). Избыточное давление охладит место разреза, но снизит эффективность реакции горения и образование заусенцев.
• Резка нержавеющей стали/алюминия (с использованием азота): давление должно быть достаточно высоким (обычно 10-20 бар, в зависимости от толщины листа). Недостаточное давление является наиболее распространенной причиной неудачной резки без образования заусенцев, и расплавленный металл не может быть полностью удален.
• Состояние форсунки:
• Убедитесь, что сопло не повреждено и не забито брызгами. Изношенное сопло может вызвать турбулентность воздушного потока.
• Проверьте, соответствует ли диаметр отверстия сопла толщине пластины и давлению газа. Для толстых пластин обычно требуются сопла с большим диаметром отверстия.
• Откалибруйте соосность сопла и лазерной головки. Отклонение от соосности приведет к выбросу газа и образованию заусенцев с одной стороны.

3. Проверка и поддержание оборудования в исправном состоянии.

• Очистка оптических линз: загрязнение защитного и фокусирующего зеркал значительно снижает мощность лазера и качество луча. Регулярно проверяйте, очищайте или заменяйте линзы.
• Качество луча: регулярная калибровка луча для обеспечения правильности оптического пути и скругления фокуса.
• Стабильность оборудования: Проверьте стабильность направляющей и системы передачи станка, так как при высокоскоростной вибрации образуются неровные заусенцы.

4. Сосредоточьтесь на самом материале.

• Поверхность листа: Убедитесь, что поверхность листа не имеет серьезных повреждений от ржавчины, краски или покрытий, которые могут повлиять на поглощение лазерного излучения и стабильность резки.
• Состав и качество материала: низкое качество или неравномерный состав сплава пластины также могут приводить к колебаниям эффективности резки.

Особые соображения по поводу проблем с заусенцами в различных материалах

• Пластина из углеродистой стали (кислородная резка): нижний слой заусенца в основном состоит из твердого и хрупкого шлака оксида железа. В основном это зависит от чистоты кислорода, положения фокуса, мощности и скорости вращения.
• Пластина из нержавеющей стали и алюминия (резка азотом): нижние заусенцы в основном представляют собой мягкий и длинный нерасплавленный металл. Первоочередная задача — проверить, достаточно ли высокое давление азота, насколько чист газ и подходит ли сопло.

Рекомендации по систематическому процессу разрешения

1. Записать и воспроизвести:Подробно зафиксируйте текущий тип и толщину борфрезы, а также все параметры процесса (мощность, скорость, давление воздуха, фокусировка, тип сопла).

2. Корректировка одной переменной:Для сравнения результатов пробной резки регулируйте только один параметр за раз (рекомендуется начать с давления газа и положения фокуса).

3. От простого к сложному устранению неполадок:

• Шаг 1: Проверьте и очистите сопло и линзу.
• Шаг 2: Проверьте чистоту и давление газа.
• Шаг 3: Оптимизация положения фокуса.
• Шаг 4: Отрегулируйте соответствие мощности и скорости.
• Шаг 5: откалибруйте оптический путь и концентричность устройства.

4. Создайте стандартную библиотеку параметров:После определения оптимальных параметров для пластин различных марок, толщин и материалов, они будут зафиксированы для составления стандартных инструкций по эксплуатации.

Краткое содержание:Суть решения проблемы образования заусенцев при лазерной резке заключается в «обеспечении достаточного подвода энергии и сотрудничестве со стабильным, чистым и правильным направлением воздушного потока для своевременного удаления расплавленного материала». Это системная проблема, требующая от оператора терпения и постепенного исследования и оптимизации с помощью научных методов. Если все вышеперечисленные шаги проверены, а проблема сохраняется после регулировки, необходимо связаться с производителем оборудования, чтобы проверить, не изменилась ли выходная энергия лазера или режим работы луча.