Kedy zvoliť negatívne zaostrenie pre laserové rezanie

„Negatívne zaostrenie“ (tiež známe ako „dolné zaostrenie“ alebo „zaostrenie vo vnútri plechu“) laserového rezacieho stroja je jedným z dôležitých procesov na nastavenie polohy laserového zaostrenia. Jednoducho povedané, negatívne zaostrenie sa vzťahuje na nastavenie zaostrenia laseru pod povrch rezaného materiálu. Použitie negatívneho zaostrenia je založené hlavne na nasledujúcich princípoch a účeloch: Keď je zaostrenie vo vnútri materiálu, veľkosť bodu lúča na povrchu materiálu sa zväčší a hustota energie sa relatívne zníži. V určitých situáciách je to však výhodné, pretože vytvára širšiu zúženú dráhu svetla, čo je prospešné:

1. Vypúšťanie trosky:Širší rez umožňuje pomocným plynom (ako je kyslík a dusík) účinnejšie odfúknuť roztavený kov, aby sa zabránilo zachytávaniu trosky.

2. Získajte lepšiu kvalitu sekcií:Pri hrubších materiáloch dokáže dosiahnuť vertikálnejší a hladší rez.

3. Chráňte objektív:Zaostrenie nadol môže zabrániť tomu, aby sa rozstrek vznikajúci pri rezaní odrazil priamo od zaostrovacej šošovky.

Kedy by ste mali použiť negatívne zameranie (hlavný scenár použitia)

1. Rezanie hrubších kovových materiálov (najmä uhlíkovej ocele)

• Toto je najdôležitejší scenár aplikácie negatívneho zamerania.
• Dôvod: Pri rezaní hrubých plechov je potrebný dlhší čas pôsobenia energie na roztavenie celej hrúbky. Použitie negatívneho koksu (zvyčajne 1/3 až 1/2 hrúbky plechu) môže zväčšiť šírku hornej časti rezu, takže kyslík (pri rezaní uhlíkovej ocele) môže plynulo prenikať do spodnej časti rezu, udržiavať dostatočnú oxidačno-exotermickú reakciu a plynulo odfukovať trosku. Ak použijete pozitívne alebo nulové zaostrenie (zaostrenie na povrch alebo nad ním), horná časť rezu je príliš úzka, čo ľahko vedie k nepriehľadnému rezaniu v spodnej časti, silnému zachytávaniu trosky a drsnému rezu.
• Referenčná skúsenosť: Pri rezaní plechov z uhlíkovej ocele s hrúbkou nad 6 mm je zvyčajne potrebné začať s negatívnym koksom.
• S rastúcou hrúbkou sa musí zodpovedajúcim spôsobom zvyšovať aj množstvo negatívneho zaostrenia (hĺbka zaostrenia v materiáli). Napríklad pri rezaní 20 mm uhlíkovej ocele môže byť ohnisko umiestnené 3 – 5 mm pod povrchom.

2. Snaha o dosiahnutie vysoko kvalitnej reznej sekcie

• Ak sú kladené vysoké požiadavky na vertikálu, hladkosť a rezné úseky bez trosky, a to aj pri materiáloch strednej hrúbky, je možné na optimalizáciu prúdenia vzduchu a rozloženia energie použiť mierne negatívne zaostrenie.

3. Pri vykonávaní perforácie

• Aby sa zabránilo poškodeniu šošovky striekaním trosky pri vysokej teplote, ktorá vzniká počas perforácie, zaostrenie sa zvyčajne nastaví na negatívne zaostrenie pre perforáciu (nízka energia a hlboká poloha) a potom sa zaostrenie upraví do polohy potrebnej na rezanie po dokončení perforácie.

Kedy by ste nemali používať negatívne zameranie

1. Rezaný plechový materiál (zvyčajne <3 mm)

• Dôvod: rezanie tenkých plechov s cieľom dosiahnuť rýchlosť a presnosť. Použitie nulového alebo mierne pozitívneho zaostrenia umožňuje dosiahnutie najmenšieho bodu a najkoncentrovanejšej energie, čo vedie k užším rezným drážkam, vyšším rýchlostiam a jemnejším rezom.

2. Pri vykonávaní vysoko presného obrábania

• Dôvod: Aby sa zabezpečila najmenšia veľkosť bodu a najvyššia rozmerová presnosť, zaostrenie sa zvyčajne nastavuje na povrch materiálu (nulové zaostrenie).

3. Pri použití dusíka na rezanie nehrdzavejúcej ocele na dosiahnutie lesklého povrchu

• Dôvod: Rezanie nehrdzavejúcej ocele dusíkom sa spolieha na laserovú energiu na roztavenie materiálu a následné odfúknutie taveniny dusíkom pod vysokým tlakom bez reakcie s kyslíkom. Na dosiahnutie vertikálneho, hladkého a neoxidovaného rezného efektu „lesklého povrchu“ sa zvyčajne používa nulové alebo mierne pozitívne zaostrenie, aby sa zabezpečila koncentrácia energie a úzke a úhľadné rezy.

Ako určiť najlepšiu mieru negatívneho zamerania?

Neexistuje žiadna pevná hodnota a najlepšiu polohu zaostrenia je potrebné určiť prostredníctvom testovania procesu a ovplyvňujú ju nasledujúce faktory:

• Typ materiálu:uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ a hliník majú rôzne stratégie zaostrovania.
• Hrúbka materiálu:čím väčšia hrúbka, tým zvyčajne väčšie množstvo negatívneho zaostrenia.
• Rezací plyn:Rezanie kyslíkom a rezanie dusíkom majú odlišné stratégie zaostrenia.
• Výkon a režim laseru:Zariadenia s rôznym výkonom a kvalitou lúča (napríklad jednomódové verzus viacrežimové) majú rôzne optimálne polohy zaostrenia.

Bežná testovacia metóda je:

1. Kalibrácia zaostrenia:najprv nájdite polohu „nulového zaostrenia“ povrchu materiálu (stroj má zvyčajne automatický alebo manuálny kalibračný program).

2. Vytvorenie testovacích vzoriek zaostrenia:pri rovnakom výkone, rýchlosti a tlaku plynu vyrežte sériu priamych čiar alebo vzorov v rôznych polohách zaostrenia (napríklad od 3 mm do -3 mm, jeden krok na 0,5 mm alebo 1 mm).

3. Účinok hodnotenia:pozorujte kvalitu rezu, zvislosť, stav zavesenia trosky, šírku štrbiny a či je spodná časť každého rezu odrezaná.

4. Vyberte najlepší bod:komplexná kvalita rezania, stabilita a účinnosť, vyberte najlepšiu polohu zaostrenia ako procesné parametre pod hrúbkou materiálu.

Zhrnutie

Základný princíp: Konkrétna poloha ohniska je vždy funkciou materiálu, hrúbky, výkonu stroja a požadovanej kvality. Optimálne procesné parametre sa musia dosiahnuť testovaním a validáciou v teréne.Pri prevádzke si nezabudnite prečítať návod na parametre procesu od výrobcu zariadenia a jemne ich dolaďte v kombinácii so skutočným rezným efektom.