Ako vyriešiť prilepenie trosky pri rezaní hliníkového plechu laserom

Laserové rezanie hliníkovej trosky (tiež známej ako visiaca troska, troska) je bežným problémom, najmä kvôli vysokej tepelnej vodivosti hliníka, nízkemu bodu topenia, ľahkej oxidácii a viskozite v roztavenom stave a ďalším vlastnostiam. Na systematické riešenie tohto problému je potrebné optimalizovať plyn, parametre, materiály, zariadenia a proces. Nasledujúci postup poskytuje komplexný súbor riešení:

Kľúčové slová: výber a optimalizácia pomocného plynu (toto je najdôležitejšia časť)

1. Uprednostňuje sa dusík s vysokou čistotou

• Princíp: Dusík ako inertný plyn môže účinne zabrániť oxidácii hliníkovej taveniny a znížiť tvorbu lepkavého zvyšku oxidu hlinitého (Al₂O₃). Zároveň môže dusík pod vysokým tlakom fúkať roztavený hliník smerom nadol zo štrbiny, namiesto toho, aby sa hromadil zo strany na stranu.
• Požiadavka na čistotu: ≥ 99,99 % (odporúča sa 99,995 % alebo vyššia). Nedostatočná čistota je jednou z hlavných príčin priľnavosti trosky.
• Požiadavky na tlak: v závislosti od nastavenia hrúbky plechu, zvyčajne vyšší (napríklad rezanie 3 mm hliníkového plechu na 1,5 – 2,0 MPa). Nedostatočný tlak taveninu dostatočne neodfúkne.

2. Vysokokvalitný stlačený vzduch (ekonomická alternatíva)

• Použiteľné scenáre: požiadavky na kvalitu povrchu nie sú nižšie alebo hrubé obrábanie tenkých hliníkových plechov (napríklad ≤ 3 mm).
• Nevyhnutné podmienky:
• Musia byť vybavené vysokoúčinnými chladiacimi sušičkami a presnými filtrami, aby sa zabezpečilo, že vzduch je bez vody a oleja. Vlhkosť a olej zhoršujú oxidáciu hliníka a priľnavosť trosky.
• Tlak by mal byť dostatočne stabilný.

3. Kyslík (na špeciálne účely)

• Princíp: Oxidačná reakcia sa využíva na zabezpečenie dodatočného tepla a zvýšenie rýchlosti rezania. Nevyhnutne sa však vytvorí veľké množstvo drsnej a tvrdej trosky z oxidu hlinitého, ktorá sa zvyčajne neodporúča na rezanie bez prilepenia trosky, ale iba v prípadoch vyžadujúcich veľmi nízke požiadavky na povrch alebo následné spracovanie.

optimalizácia parametrov rezania

Parametre sa musia porovnať s plynom pre ladenie systému.

1. Rovnováha medzi výkonom a rýchlosťou:

• Výkon je príliš vysoký/rýchlosť je príliš nízka: nadmerná energia spôsobuje nadmerné tavenie hliníka, roztavený bazén sa zväčšuje, plyn sa ťažko vyfukuje a tvorí sa spodná guľovitá troska.
• Výkon je príliš nízky/príliš rýchly: nedostatočná energia, materiál nie je prerezaný alebo spodok je príliš rýchlo ochladený, tavenina stuhne na okraji skôr, ako ju bude možné odfúknuť.
• Metóda ladenia: na základe odporúčaných parametrov sa vykoná test rýchlostného rebríka, aby sa našlo „sladké miesto“, ktoré presne prechádza a zachytáva najmenej trosky.

2. Frekvencia a pracovný cyklus:

• Zníženie frekvencie a úprava pracovného cyklu niekedy pomáha kontrolovať príkon tepla a znížiť prehrievanie dna. Pre tenké dosky sa môžu použiť vyššie frekvencie.

3. Poloha zaostrenia:

• Skúste mierne znížiť zaostrenie (negatívne rozostrenie), aby sa energia viac koncentrovala v spodnej polovici platne, čo vedie k vyfukovaniu taveniny zospodu. Toto je účinný spôsob na zlepšenie trosky visiacej na dne. Je potrebné ho doladiť podľa aktuálnej situácie.

Stav vybavenia a spotrebného materiálu

1. Kontrola a výber trysky:

• Stav: Uistite sa, že tryska nie je opotrebovaná, deformovaná a nie je v správnej polohe. Opotrebovaná tryska spôsobí turbulentné prúdenie vzduchu a slabé vyfukovanie trosky.
• Priemer: zvyčajne používajte trysku s väčším priemerom (napríklad φ2,0 mm alebo viac) s vysokotlakovým dusíkom, čo môže vytvoriť silnejšie a širšie pokrytie bariéry prúdenia vzduchu.

2. Kvalita lúča:

• Uistite sa, že šošovka laserovej hlavy (zaostrovacie zrkadlo, ochranné zrkadlo) je čistá a bez znečistenia a že rozloženie energie lúča je rovnomerné a koncentrované.

Príprava materiálu a procesu

1. Povrch a materiál hliníkového plechu:

• Čistenie: Pred rezaním odstráňte z povrchu hliníkového plechu olej, prach a vrstvu oxidu. Môžete použiť špeciálny čistiaci prostriedok na hliníkové zliatiny.
• Trieda zliatiny: výkonnosť rôznych hliníkových zliatin sa líši. Séria 5 (napríklad 5052) má zvyčajne lepšie rezné vlastnosti ako séria 6 (napríklad 6061) a troska je menej lepkavá. Kremík, horčík a ďalšie prvky zliatiny majú vyššiu viskozitu.
• Oxidová vrstva: ak je na povrchu dosky hrubá oxidová vrstva, môže byť mierne leštená alebo morená.

2. Pracovná vzdialenosť:

• Uistite sa, že vzdialenosť medzi tryskou a platňou je konštantná a vhodná (zvyčajne 0,5 – 1,5 mm). Príliš vysoká vzdialenosť oslabí tlak plynu.

3. Perforácia a olovo:

• Optimalizujte parametre perforácie, aby ste zabránili hromadeniu rozstreku na povrchu počas perforácie.
• Na zabránenie hromadenia trosky na začiatku obrysu obrobku použite vonkajšie prívody alebo prívody oblúka.

Ošetrenie po rezaní (nápravné opatrenie)

Ak sa stále nachádza mierne množstvo trosky, možno prijať nasledujúce opatrenia:

1. Fyzické odstránenie:Na manuálne odstránenie použite škrabku, kefku z nehrdzavejúcej ocele alebo drôtenku. Na hrubú trosku z tvrdých plechov môže byť potrebná malá uhlová brúska so špeciálnym nylonovým kotúčom.

2. chemické čistenie:Použitie špeciálnej čistiacej kvapaliny na hliník alebo zriedeného alkalického roztoku ponornou utierkou môže rozpustiť časť lepkavej trosky. Nezabudnite sa vyhnúť použitiu silných kyselín a zásad a po ošetrení dôkladne opláchnite vodou a osušte.

3. Pieskovanie:Pre dávkové diely alebo diely vyžadujúce rovnomerný matný povrch sa na pieskovanie môže použiť jemný piesok (napríklad sklenené guľôčky).

Prostredníctvom vyššie uvedeného systematického skúmania a optimalizácie je možné efektívne kontrolovať problém priľnavosti trosky pri rezaní hliníkových plechov laserom, aby sa dosiahla vysoká kvalita rezania. Kľúčom je pochopiť, že „efektívne preplachovanie vysoko čistého plynu“ je jadrom a všetky ostatné parametre sú koordinované okolo tohto jedného jadra.