Dôvody zahrievania trysky reznej hlavy počas laserového rezania

Horúčka trysky laserovej rezacej hlavy je vážna, dokonca horí do červena, zvyčajne nie je len jednou príčinou, ale výsledkom rôznych faktorov. Nasledujúce kroky podrobne vysvetlia hlavné príčiny, vedľajšie príčiny a riešenia.

Hlavný dôvod

Toto sú najpriamejšie a najbežnejšie problémy, ktoré spôsobujú prehrievanie trysky.

1. Plazma/odrazené teplo

• Mechanizmus generovania:Keď je laserový lúč zaostrený na povrch kovového materiálu, okamžite roztaví alebo dokonca odparí kov. Do tejto oblasti s vysokou teplotou je vháňaný pomocný plyn, ako je kyslík alebo dusík. Ak je hustota energie príliš vysoká alebo sú parametre plynu nevhodné, odparený kov a samotný plyn sa ionizujú a vytvoria plazmový oblak s vysokou teplotou (elektricky neutrálna skupina plynu s extrémne vysokou teplotou).
• Proces prenosu tepla:Táto plazma nielenže absorbuje a rozptyľuje laserovú energiu, čím znižuje účinnosť rezania, ale tiež sa vracia späť do vnútra trysky. Obrovské množstvo tepla prenášaného plazmou sa priamo prenáša na medenú vnútornú stenu trysky, čo spôsobuje prudký nárast jej teploty, dokonca sa môže spáliť do červena a roztaviť.

2. Porucha chladiaceho systému

Moderné vysokovýkonné laserové rezacie hlavy sú navrhnuté s vodou chladenými kanálmi vo vnútri, ktoré slúžia špeciálne na odvádzanie tepla absorbovaného tryskami, ochrannými zrkadlami a ďalšími komponentmi.

Často kladené otázky:

• Nedostatočný prietok chladiacej vody:porucha čerpadla chladiacej vody, ohnutie vodovodného potrubia, upchatie filtra atď.
• Teplota chladiacej vody je príliš vysoká:Chladiaci účinok chladiča nie je dobrý alebo je výber príliš malý.
• Zablokovanie alebo netesnosť okruhu chladiacej vody:vnútorný vodný kameň alebo nečistoty blokujú prietok.
• Chladiaci systém nie je zapnutý:Pred spustením lasera zabudnite zapnúť chladič.

Sekundárne a iné príčiny

Tieto príčiny, hoci sú menej priame ako dve vyššie uvedené, môžu horúčku zhoršiť alebo spôsobiť problémy samostatne.

3. Kontamináciapoškodený alebo poškodenýnses

• Ak je zaostrovacie zrkadlo alebo ochranné zrkadlo znečistené (olej, prach) alebo poškodené, jeho priepustnosť svetla a schopnosť zaostrovania sa znížia.
• Časť laserovej energie je absorbovaná samotnou šošovkou a premieňaná na teplo. Toto teplo sa prenáša do základne zrkadla, ktorá následne ohrieva okolitý vzduch a základňu trysky.
• V závažných prípadoch môže nadmerná teplota šošovky spôsobiť prasknutie.

4. Nesprávne nastavenie procesných parametrov

• Druh a tlak plynu:
• Pri rezaní uhlíkovej ocele kyslíkom ide o exotermickú reakciu, ktorá sama o sebe vytvára veľa tepla. Ak tlak plynu nie je vhodný, ľahšie sa vytvorí silná plazma.
• Pri rezaní nehrdzavejúcej ocele dusíkom, ak je tlak vzduchu príliš nízky na to, aby sa tavenina včas odfúkla, troska bude striekať nahor, priľne k vnútornej stene trysky a bude ju naďalej zahrievať; ak je tlak vzduchu príliš vysoký, môže to spôsobiť poruchu prúdenia vzduchu, čo vedie k tvorbe plazmy.
• Rýchlosť rezania:Rýchlosť je príliš nízka, laser zostáva príliš dlho v rovnakej polohe a teplo sa hromadí príliš veľa, čo ľahko vedie k vytvoreniu plazmy a spáleniu trysky. Ak je rýchlosť príliš vysoká, nemusí prerezať, čo vedie k zosilnenému odrazu svetla.
• Výkon laseru:Keď je výkon príliš vysoký a ostatné parametre (ako napríklad rýchlosť a tlak vzduchu) sa nezhodujú, energia je nadmerná a ľahko sa generuje plazma.
• Poloha zaostrenia:Nesprávna poloha zaostrenia ovplyvní hustotu energie a tvar rezu, čím ovplyvní výtok taveniny a tvorbu plazmy.

5. Problém samotnej trysky

• Nezhoda modelu:Otvor trysky nezodpovedá hrúbke rezaného plechu a tlaku plynu. Napríklad jemné rezanie s tryskou s veľkým otvorom môže spôsobiť rozptyl prúdenia vzduchu a slabý ochranný účinok.
• Zlá kvalita/poškodenie:Stredový otvor trysky nie je okrúhly, sú tam ostré hrany a vnútorná stena nie je hladká, čo spôsobuje nestabilné prúdenie vzduchu a ľahko sa vytvárajú vírivé prúdy, čo neprispieva k odvodu tepla a fúkaniu trosky. Tento problém môže spôsobiť aj mierna deformácia trysky po náraze do plechu.
• Nesprávna inštalácia:Tryska nie je utiahnutá alebo je tesniaci krúžok poškodený, čo spôsobuje únik plynu a ničí stabilnú ochranu plynovou clonou.

6. Vonkajšie prostredie a kolízia

• Povrchová odrazivosť dosky je príliš vysoká:Pri rezaní vysoko reflexných materiálov, ako je hliník a meď, sa veľké množstvo laserovej energie odráža späť do vnútra reznej hlavy a absorbuje sa tryskou a zrkadlovým sedlom.
• Zrážka:Rezacia hlava narazí do dosky alebo upínacieho prípravku, čo spôsobí deformáciu trysky a posunutie vnútorných častí, čím sa naruší pôvodná súososť a utesnenie svetla, plynu a vodného toku.

Zhrnutie a kontrolný zoznam riešení

Ak sa vyskytne problém s ohrevom trysky, odporúča sa skontrolovať v tomto poradí:

1. Okamžite zastavte stroj kvôli kontrole:aby sa predišlo ďalšiemu poškodeniu zariadenia.

2. Skontrolujte chladiaci systém (najvyššia priorita):

• Uistite sa, že chladič je zapnutý a funguje normálne.
• Skontrolujte, či prietok a tlak chladiacej vody spĺňajú požiadavky zariadenia.
• Dotknite sa vstupného a výstupného potrubia a zmerajte teplotný rozdiel. Ak je teplotný rozdiel malý, znamená to, že účinnosť výmeny tepla je nízka alebo prietok je nedostatočný.
• Skontrolujte kvalitu vody, aby ste sa uistili, že neobsahuje žiadne nečistoty.

3. Skontrolujte a vymeňte optické komponenty:

• Odstráňte ochranné šošovky a skontrolujte ich, či nie sú znečistené, spálené alebo prasknuté. Šošovky udržiavajte vždy čisté.
• Skontrolujte, či je zaostrovacie zrkadlo v dobrom stave.

4. Skontrolujte a vymeňte trysku:

• Skontrolujte, či je aktuálne používaný otvor trysky vhodný pre prebiehajúcu úlohu rezania.
• Skontrolujte, či je vnútorný otvor trysky hladký a okrúhly a či nie je poškodený tavením alebo upchatý. Vymeňte za úplne novú, vysoko kvalitnú testovaciu trysku.

5. Optimalizácia parametrov procesu rezania:

• Poraďte sa s dodávateľom zariadenia alebo skúseným procesným inžinierom, aby ste prekalibrovali výkon lasera, rýchlosť rezania, typ a tlak plynu, polohu zaostrenia atď. podľa typu a hrúbky materiálu. Toto je jadro riešenia problému prehriatia plazmy.

6. Skontrolujte koaxialitu a inštaláciu:

• Pomocou testera zarovnania skontrolujte, či je koaxialita lasera, trysky a plynu presná.
• Uistite sa, že tryska je správne nainštalovaná a utiahnutá a že tesniaci krúžok je neporušený.

7. Sledujte proces rezania:

• Z bezpečnostných dôvodov počas rezania sledujte iskry. Normálna iskra by mala smerovať nadol a dozadu. Ak iskra strieka nahor, rozbieha sa alebo je príliš hrubá a jasná, zvyčajne to znamená, že parametre nie sú vhodné a vytvára sa veľké množstvo plazmy.

Systematickým skúmaním je možné účinne vyriešiť prevažnú väčšinu problémov s ohrevom trysiek. Ak sa vyššie uvedené kroky nedajú vyriešiť, môže sa stať, že vo vnútri rezacej hlavy je vážnejší mechanický alebo optický problém a je potrebné kontaktovať výrobcu zariadenia kvôli odbornej údržbe.