Kako rešiti problem perforacije debele plošče z ostanki, ki vplivajo na rezanje

Pri laserskem rezanju debelih plošč je ostanki (žlindra), ki nastanejo zaradi perforacije, in vplivajo na kakovost rezanja, kar je pogosta, a optimizacijska težava. Ti ostanki so običajno posledica nepravilnega nadzora energije med postopkom perforacije, neusklajenosti parametrov plina ali nerazumnih procesnih parametrov. Sledijo sistemske rešitve in priporočila za optimizacijo:

optimizacija procesa perforacije

1. Uporaba progresivne perforacije (plastna perforacija)

• Pri debelih ploščah (npr. > 15 mm) se izogibajte enkratni perforaciji z visoko vršno močjo in uporabite stopenjsko povečevanje moči ali segmentirano perforacijo za postopno prodiranje v material in zmanjšanje brizganja žlindre.
• Način delovanja: V programski opremi za rezanje nastavite parameter »segmentirana perforacija«, najprej segrejte z manjšo močjo in nato postopoma povečujte moč prodiranja.

2. Prilagodite parametre perforacije

• Zmanjšajte največjo moč in podaljšajte čas perforacije:zmanjšajte brizganje staljenega materiala, ki ga povzročajo trenutni energijski sunki.
• Povečajte frekvenco perforacije (delovni cikel):nadzorujte ritem oddajanja energije laserskega impulza, da preprečite prekomerno taljenje.
• Primer referenčnega parametra (na primeru 20 mm ogljikovega jekla):
• Moč: 1000–1500 W (prilagojeno glede na zmogljivost opreme)
• Čas perforacije: 1,5–3 sekunde
• Frekvenca impulzov: 200–500 Hz
• Tlak pomožnega plina: postopna nastavitev (glejte spodaj)

Pomožni nadzor plina

1. Optimizacija vrste plina in tlaka

• Ogljikovo jeklo: Kot pomožni plin se uporablja kisik (O₂), vendar je treba tlak nadzorovati. V fazi perforacije se lahko najprej uporabi nižji tlak (0,5–1 bar), nato pa se po preboju rezalni tlak lahko preklopi na visok tlak (1,5–2,5 bara), da se prepreči prekomerna reakcija kisika, ki bi lahko povzročila nastanek velike količine žlindre.
• Nerjaveče jeklo/legirano jeklo: uporabite dušik (N₂) ali zrak, za perforacijo srednji in nizek tlak (6–10 barov) in po preboju preklopite na rezanje z visokotlačnim dušikom visoke čistosti.

2. Zamuda plina in predčasna zaustavitev

• Pred zaključkom perforacije preklopite na plin: ko je perforacija skoraj končana, preklopite na parametre plina za rezanje, da se žlindra v luknji lažje odpihne.
• Povečajte čas predhodnega vpihovanja plina: pihajte 0,5–1 sekundo pred perforacijo, da očistite območje luknje in ohladite okoliški material.

Položaj ostrenja in nastavitev šobe

1. Položaj fokusa

• Pri perforiranju uporabite relativno negativno količino defokusiranja (fokus je pod površino plošče), da povečate odprtino in olajšate izpust žlindre. Na primer, pri 20 mm ogljikovem jeklu se lahko goriščna točka nahaja 3–5 mm pod površino.
• Po prebadanju prilagodite fokus na najboljši položaj glede na zahteve rezanja.

2. Izbira in višina šobe

• Za boljšo pokritost s plinom in spodbujanje izpusta žlindre uporabite šobe večjega premera (npr. φ2,0–φ3,0 mm).
• Prepričajte se, da je višina šobe zmerna (običajno 1,0–2,0 mm), da preprečite difuzijo plina zaradi previsoke višine in poškodbe zaradi razprševanja zaradi prenizke višine.

Procesna pot in programerske spretnosti

1. Predhodno izvrtana luknja za svinec

• Pri ploščah ultra visoke debeline (npr. > 30 mm) se lahko najprej mehansko izvrtajo pilotne luknje majhnega premera, nato pa se lahko iz pilotnih lukenj začne lasersko rezanje, da se prepreči neposredna perforacija.

2. Nastavite odmik točke perforacije

• Pri programiranju naj perforacijska točka odstopa od dejanske konturne črte za 1–2 mm, nato pa se med rezanjem premaknite od odmaknjene točke do konturne črte, da se izognete območju nabiranja ostankov.

3. Optimizacija poti rezanja

• Za širjenje žlindre na območje, kjer ni rezanja, se uporabljajo spiralne perforacije ali krožne izhodiščne točke za rezanje.

Pregled opreme in vzdrževanja

1. Stanje laserja

• Preverite, ali je izhodna moč stabilna, zagotovite, da je leča/zaščitno zrcalo čisto in se izognite nezadostni perforaciji zaradi slabljenja energije.

2. Čistost in pretok plina

• Zagotovite čistost plina (zlasti dušika/kisika) in redno preverjajte, ali je plinska pot blokirana ali pušča.

3. Šoba je poravnana z optično komponento.

• Redno kalibrirajte koncentričnost šobe in laserskega žarka, da zagotovite simetrijo pretoka plina.

Materiali in okoljski dejavniki

1. Površinska obdelava plošče

• Pred rezanjem očistite rjo, oljne madeže ali premaz na površini plošče, da zmanjšate udeležbo nečistoč v reakciji.

2. Ploskost plošče

• Prepričajte se, da je plošča ravna in se izogibajte režam, ki povzročajo uhajanje plina in odboj energije.

Priporočilo za postopek odpravljanja napak parametrov

1. Najprej določite druge parametre, postopoma prilagodite čas in moč perforacije, opazujte količino nastale žlindre in poiščite ravnotežno točko.

2. Zabeležite optimizacijske parametre in vzpostavite procesno bazo podatkov različnih materialov/debelin.

3. Testiranje in preverjanje: na odpadnem materialu se izvede več perforacijskih testov, da se potrdi, da je žlindra pred formalnim rezanjem zmanjšana.

Povzetek: Hiter pregled ključnih točk

Z zgornjo celovito nastavitvijo je mogoče znatno zmanjšati ostanke perforacije debele plošče ter izboljšati kakovost in učinkovitost rezanja. Če težava ne izgine, je priporočljivo, da se za testiranje strojne opreme ali podporo pri postopku obrnete na proizvajalca opreme.