Выбор положительной/отрицательной фокусировки во время лазерной резки

При лазерной резке выбор между положительной расфокусировкой (положительная фокусировка) и отрицательной расфокусировкой (отрицательная фокусировка) в основном зависит от типа материала, толщины пластины и требований процесса. Ниже приведено понятное и простое руководство по принятию решений.

Основные принципы

В фокусе (без расфокусировки):Энергия концентрируется наиболее эффективно, что приводит к минимальному пропилу. Подходит для высокоточной и высокоскоростной резки тонких листов, обеспечивая наилучшее качество резки.

Отрицательная фокусировка (отрицательная расфокусировка):Энергия рассеивается более равномерно, что приводит к более широкому разрезу. Подходит для толстых листов, улучшает удаление шлака и защищает линзу, уделяя особое внимание «мощности и качеству проникновения».

Когда следует использовать фокусировку (нулевая расфокусировка)?

Области применения: резка тонких пластин (обычно толщиной менее 3 мм), особенно в тех случаях, когда к точности и скорости предъявляются высокие требования.

1. Точная резка тонких пластин:

• Примеры материалов: тонкий лист углеродистой стали, лист нержавеющей стали, латунь, лист алюминия и т. д.
• Причина: тонкие пластины образуют меньше расплавленного шлака, поэтому для его удаления не требуется широкий пропил. Использование положительной фокусировки позволяет получить мельчайшее пятно и максимальную плотность энергии, что обеспечивает чрезвычайно высокую скорость резания и гладкое, вертикальное поперечное сечение.

2. Высокая точность и узкая щель:

• Примеры применения: прецизионные детали, электронные компоненты, ювелирные изделия, полые изделия и т. д.
• Причина: благодаря положительной фокусировке ширина пропила минимальна, потери материала незначительны, что позволяет вырезать очень тонкие контуры и острые углы, избегая чрезмерного плавления.

3. Стремление к скорости резки:

• При резке тонких пластин высокая плотность энергии в режиме положительной фокусировки позволяет использовать более высокие скорости подачи, что повышает эффективность производства.

Краткое содержание:При резке тонких материалов, когда первостепенное значение имеют скорость, точность и узкий пропил, приоритетом является выбор положительной фокусировки.

Когда следует использовать отрицательную фокусировку (отрицательную дефокусировку)?

Сценарий применения: резка листового металла средней и большой толщины (обычно ≥ 3 мм), особенно когда требуется хороший отвод шлака и высокое качество сечения.

1. Резка пластин:

• Примеры материалов: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевая пластина и т. д. толщиной более 3 мм.
• Причина: Толстые пластины образуют большое количество расплавленного металла (шлака). Отрицательно заряженный кокс обеспечивает более широкую щель, позволяя вспомогательному газу (например, кислороду или азоту) более эффективно отводить шлак от дна, предотвращая его слипание и прорезание.

2. Необходим высококачественный раздел:

• Причина: При обработке толстых пластин использование положительной фокусировки приводит к концентрации энергии на верхней поверхности, в результате чего верхняя часть становится гладкой, а нижняя — шероховатой. Отрицательная фокусировка обеспечивает более равномерное распределение энергии по толщине пластины, что позволяет получить более однородную и гладкую поверхность реза от верха до низа.

3. Защитите фокусирующее зеркало:

• Причина: При резке толстых пластин, особенно стальных пластин с ржавчиной или материалов, склонных к сильному разбрызгиванию металла, отрицательная настройка фокусировки смещает фокус внутрь заготовки, что увеличивает расстояние от верхней поверхности заготовки до фокусирующего зеркала и уменьшает риск разбрызгивания металла. Это снижает риск удара и повреждения дорогостоящего фокусирующего зеркала.

4. Конкретный процесс (например, резка алюминиевых сплавов азотом):

• Причина: Азот обычно используется в качестве вспомогательного газа при резке алюминиевых сплавов. Для удаления расплавленного алюминия необходим поток воздуха под высоким давлением. Широкий пропил, обеспечиваемый отрицательным давлением кокса, очень важен для потока и удаления шлака под действием азота под высоким давлением и является ключом к обеспечению отсутствия заусенцев при резке и получению блестящей поверхности.

Краткое содержание:При резке более толстых материалов, когда основная цель состоит в обеспечении сквозной резки, уменьшении образования шлака, получении равномерного поперечного сечения и защите оборудования, предпочтительнее использовать кокс с отрицательным содержанием кокса.

Блок-схема быстрого принятия решений

Практические советы

1. Проверяется оптимальная степень расфокусировки:Приведенные выше правила являются общими рекомендациями. Оптимальная величина расфокусировки для конкретного станка и материала должна быть определена путем технологического тестирования. Оператор проведет «проверку на рассечение», чтобы определить оптимальные параметры, наблюдая за качеством сечения и висящим шлаком.

2. Установка отрицательного фокуса:Величина отрицательного фокуса обычно не является фиксированной величиной, а представляет собой диапазон, зависящий от толщины пластины. Обычно в качестве отправной точки используется расстояние от 1/4 до 1/3 толщины листа. Например, при резке 12 мм углеродистой стали, тест можно начать с -2 мм до -3 мм.

3. Материал – это ключ:Разные материалы обладают разной чувствительностью к фокусировке. Например, нержавеющая сталь более чувствительна к фокусировке, чем углеродистая сталь.