Ako dosiahnuť lesklý, leštený okraj pri rezaní oceľových plechov laserom?

Na dosiahnutie vysoko reflexného rezaného povrchu bez oxidov (známeho ako „rezanie s lesklou plochou“) pri rezaní oceľových plechov laserom (zvyčajne uhlíkovej ocele) je kľúčom k úplnému zabráneniu oxidácii počas procesu rezania.a používať jemne vyladené parametre rezania, ktoré dôkladne odfúknu roztavený materiál. Bežné rezanie vzduchom vytvorí drsný, sivý povrch s vrstvou oxidu. Na dosiahnutie lesklého povrchu rezu postupujte podľa týchto kľúčových krokov a zásad:

Základný princíp

Podstatou rezania s lesklým povrchom je „tavné rezanie“ a nie „oxidačné rezanie“.

Oxidačné rezanie (obyčajný vzduch): pri použití kyslíka ako pomocného plynu dochádza k intenzívnej exotermickej reakcii (spaľovaniu) železa a kyslíka, pričom vzniká veľké množstvo trosky oxidu železa, rezný povrch je drsný, sivo-čierny.

Rezanie tavením (rezanie s lesklým povrchom): Ako pomocný plyn sa používa vysoko čistý dusík (N2) alebo argón (Ar). Inertný plyn je izolovaný od kyslíka, laser roztaví iba kov a plyn pod vysokým tlakom odfúkne roztok čistého kovu, čím sa získa strieborný lesklý povrch bez oxidácie.

Kľúčové prvky a kroky na dosiahnutie lesklého povrchu pri rezaní

1. Pomocný plyn: musí sa použiť dusík s vysokou čistotou

• Požiadavky na čistotu: ≥ 99,99 % (zvyčajne 4 deviatky alebo vyššie). Nedostatočná čistota môže spôsobiť stopovú oxidáciu, ktorá ovplyvňuje povrchovú úpravu.
• Požiadavky na tlak: veľmi vysoké. V závislosti od hrúbky plechu je zvyčajne potrebný stabilný tlak 15 – 20 barov (približne 1,5 – 2,0 MPa) alebo aj vyšší. Je potrebné použiť nádrž s kvapalným dusíkom alebo generátor dusíka s veľkým prietokom, bežný vzduchový kompresor to nedokáže.
• Funkcia: odfúknutie roztaveného kovu, chladenie rezaného švu, izolácia kyslíka.

2. Výkon a režim laseru: vyžaduje vysoký výkon a vysoko kvalitný lúč

• Požiadavky na výkon: Dosiahnutie rezania lesklého povrchu zvyčajne vyžaduje vyšší výkon laseru. Napríklad rezanie lesklého povrchu uhlíkovej ocele s hrúbkou 6 mm laserom s výkonom 4000 W bude jednoduchšie a efektívnejšie ako rezanie bežných plechov rovnakej hrúbky. Nedostatočný výkon spôsobí príliš pomalú rýchlosť rezania a akumuláciu tepla, čo ovplyvní kvalitu.
• Kvalita lúča: jednomódový laser alebo kvázi-jednomódový laser má vďaka svojej koncentrovanejšej hustote energie a menšiemu bodu rezania jasný povrch, čo je v porovnaní s viacmódovým laserom inherentné výhody, pretože umožňuje dosiahnuť jemnejší a jasnejší rez.

3. Parametre rezania: jemné nastavenie

Nasledujúce parametre je potrebné jemne optimalizovať podľa zariadenia a podmienok plynu:

• Rýchlosť rezania: V porovnaní s rezaním kyslíkom sa rýchlosť výrazne zníži. Ak je rýchlosť príliš vysoká, tavenina sa nevyfúkne a na zadnej strane sa bude hromadiť troska; ak je rýchlosť príliš nízka, prívod tepla je príliš vysoký a plech sa môže prehriať a zmeniť farbu.

Výber a výška trysky:

• Priemer trysky: zvyčajne zvoľte väčší priemer trysky (napríklad φ3 mm alebo φ4 mm), aby ste sa prispôsobili vysokému tlaku a veľkému prietoku dusíka a zabezpečili stabilný prietok vzduchu, ktorý pokrýva celú štrbinu.
• Výška trysky: Musí byť presne regulovaná, vo všeobecnosti o niečo vyššia ako pri rezaní kyslíkom, aby sa vytvorila dobrá ochranná vzduchová clona.
• Poloha zaostrenia: Zaostrenie sa zvyčajne nastavuje na povrch platne alebo mierne pod ním a najlepšiu polohu je potrebné určiť experimentálne, aby sa dosiahla najužšia a najjasnejšia štrbina.
• Modulácia špičkového výkonu/frekvencie: Pri niektorých hrubších plechoch pomáha použitie vhodného pulzného režimu rezania kontrolovať prívod tepla, aby sa dosiahol lepší efekt lesklého povrchu.

4. Požiadavky na predstavenstvo

• Čistenie povrchu: olej, hrdza a povlak na povrchu dosky ovplyvnia rezný účinok a mali by sa vopred vyčistiť.
• Jednotný materiál: Nerovnomerný materiál má za následok nekonzistentné trblietavé efekty.

Zhrnutie operačného procesu

1. Príprava:Uistite sa, že používate vysoko čistý dusík a systém prívodu plynu pod vysokým tlakom. Očistite povrch plechu.

2. Vyberte trysku:Nainštalujte trysku s veľkým priemerom vhodnú na rezanie dusíkom pod vysokým tlakom (napríklad φ3 mm).

3. Nastavenie parametrov:V softvéri na riadenie rezania vyberte režim „Rezanie dusíkom“ alebo „Rezanie lesklého povrchu“. Zadajte materiál plechu (uhlíková oceľ) a hrúbku.

4. Kľúčové referenčné body úpravy:

• Pomocný plyn bol nastavený na N2.
• Tlak plynu sa nastaví na rozsah vysokého tlaku (napríklad pre uhlíkovú oceľ s hrúbkou 6 mm skúste najskôr od 18 barov).
• Výrazne znížte rýchlosť rezania (možno rezať kyslíkom s hrúbkou pri rýchlosti 1/3 až 1/2).
• Vhodne nastavte zaostrenie a výšku trysky.

5. Skúšobné rezanie a optimalizácia:Najprv použite malé grafiky alebo zvyšky okrajov na skúšobné rezanie. Pozorovacia časť:

• Ak je horná časť jasná, spodná časť je rozložená čierna alebo visiaca troska: môže to byť príliš rýchly alebo nedostatočný tlak vzduchu.
• Ak je celá časť žltá alebo oxidovaná: čistota dusíka nie je dostatočná alebo je tlak príliš nízky a je doň primiešaný kyslík.
• Ak rez nie je priehľadný alebo je troska silne prilepená: nedostatočný výkon, príliš rýchly rez alebo nesprávna poloha zaostrenia.

6. Formálne strihanie:po dokončení optimalizácie parametrov, formálne rezanie.

Úvahy a obmedzenia

• Vyššie náklady:spotrebuje sa veľké množstvo vysoko čistého dusíka, rýchlosť rezania je pomalá a jednotkové náklady sú oveľa vyššie ako pri rezaní kyslíkom.
• Hrúbkový limit:Efekt lesklého povrchu sa zhoršuje so zvyšujúcou sa hrúbkou. Zvyčajne funguje najlepšie na stredne tenkých a tenkých plechoch z uhlíkovej ocele (1 – 12 mm). Keď hrúbka dosky presiahne kapacitu zariadenia, je ťažké dosiahnuť dokonalý lesklý povrch.
• Požiadavky na vybavenie:výkon laseru, kvalita lúča, stabilita stroja a systém prívodu plynu majú vyššie požiadavky.
• Hlavná aplikácia:používa sa na požiadavky na vzhľad, zváranie a kvalitu striekania obrobku, ako sú napríklad panely výťahov, presné mechanické diely, vzhľadové diely atď., aby sa predišlo následnému procesu brúsenia.

Jednoducho povedané, na odstránenie jasného povrchu si pamätajte tri prvky: dusík pod vysokým tlakom a vysokou čistotou, vysoký výkon a dobrý lúč, parametre jemného ladenia pri nízkej rýchlosti.Odporúča sa, aby ste si od výrobcu zariadenia zaobstarali základnú tabuľku parametrov pre konkrétny model a hrúbku a použili ju ako základ pre jemné doladenie na mieste.