Razlogi za segrevanje šobe rezalne glave med laserskim rezanjem

Vročina šobe laserske rezalne glave je resna, celo peče rdeče, običajno ni en sam vzrok, temveč posledica različnih dejavnikov. V nadaljevanju bodo podrobno razloženi glavni vzroki, sekundarni vzroki in rešitve.

Glavni razlog

To so najbolj neposredne in pogoste težave, ki povzročajo pregrevanje šobe.

1. Plazemska/odbita toplota

• Mehanizem generacije:Ko je laserski žarek usmerjen na površino kovinskega materiala, se kovina takoj stopi ali celo upari. Proti temu visokotemperaturnemu območju se vpihuje pomožni plin, kot sta kisik ali dušik. Če je gostota energije previsoka ali so parametri plina neprimerni, se uparjena kovina in sam plin ionizirata in tvorita visokotemperaturni plazemski oblak (električno nevtralna plinska skupina z izjemno visoko temperaturo).
• Postopek prenosa toplote:Ta plazma ne bo le absorbirala in razpršila laserske energije, kar bo zmanjšalo učinkovitost rezanja, temveč se bo tudi vrnila navzgor v notranjost šobe. Ogromna količina toplote, ki jo prenaša plazma, se bo neposredno prenesla na bakreno notranjo steno šobe, zaradi česar se bo njena temperatura močno dvignila. Lahko se celo zažge rdeče in stopi.

2. Okvara hladilnega sistema

Sodobne visokozmogljive laserske rezalne glave so zasnovane z vodno hlajenimi kanali v notranjosti, ki se posebej uporabljajo za odvajanje toplote, ki jo absorbirajo šobe, zaščitna ogledala in druge komponente.

Pogosto zastavljena vprašanja:

• Nezadosten pretok hladilne vode:okvara črpalke hladilne vode, upogibanje vodovodne cevi, zamašitev filtra itd.
• Temperatura hladilne vode je previsoka:Hladilni učinek hladilnika ni dober ali pa je izbira premajhna.
• Blokada ali puščanje tokokroga hladilne vode:notranji vodni kamen ali nečistoče blokirajo pretok.
• Hladilni sistem ni vklopljen:Pred zagonom laserja pozabite vklopiti hladilnik.

Sekundarni in drugi vzroki

Ti vzroki, čeprav manj neposredni kot zgornja dva, lahko posamično poslabšajo vročino ali povzročijo težave.

3. Kontaminacijapoškodovan ali poškodovannses

• Če je fokusirno zrcalo ali zaščitno zrcalo onesnaženo (olje, prah) ali poškodovano, se bosta njegova prepustnost svetlobe in sposobnost ostrenja zmanjšala.
• Del laserske energije absorbira sama leča in se pretvori v toploto. Ta toplota se prenese na podstavek zrcala, ki nato segreva okoliški zrak in podstavek šobe.
• V hujših primerih lahko previsoka temperatura leče povzroči njeno eksplozijo.

4. Nepravilna nastavitev procesnih parametrov

• Vrsta plina in tlak:
• Pri rezanju ogljikovega jekla s kisikom gre za eksotermno reakcijo, ki sama po sebi ustvari veliko toplote. Če tlak plina ni ustrezen, lažje nastane močna plazma.
• Pri rezanju nerjavečega jekla z dušikom, če je zračni tlak prenizek, da bi pravočasno odpihnil talino, bo žlindra brizgala navzgor, se oprijela notranje stene šobe in jo še naprej segrevala; če je zračni tlak previsok, lahko povzroči motnje pretoka zraka, kar pospešuje nastanek plazme.
• Hitrost rezanja:Hitrost je prepočasna, laser predolgo ostane na istem mestu in se preveč toplote kopiči, kar lahko povzroči nastanek plazme in ožig šobe. Če je hitrost prehitra, morda ne bo prerezal, kar bo povzročilo povečano odbojno svetlobo.
• Moč laserja:Ko je moč previsoka in se drugi parametri (kot sta hitrost in zračni tlak) ne ujemajo, je energija prekomerna in zlahka nastane plazma.
• Položaj fokusa:Nepravilen položaj fokusa bo vplival na gostoto energije in obliko reza, s tem pa bo vplival na izpust taline in nastanek plazme.

5. Težava same šobe

• Neusklajenost modela:Odprtina šobe se ne ujema z debelino rezane plošče in tlakom plina. Na primer, fino rezanje s šobo z veliko odprtino lahko povzroči razpršitev pretoka zraka in slab zaščitni učinek.
• Slaba kakovost/poškodba:Sredinska odprtina šobe ni okrogla, ima zareze in notranja stena ni gladka, kar povzroča nestabilen pretok zraka in enostavno nastajanje vrtinčnih tokov, kar ne spodbuja odvajanja toplote in pihanja žlindre. To težavo lahko povzroči tudi rahla deformacija šobe po trku s ploščo.
• Nepravilna namestitev:Šoba ni zategnjena ali pa je tesnilni obroč poškodovan, kar povzroči uhajanje plina in uničenje stabilne plinske zaščitne zavese.

6. Zunanje okolje in trk

• Površinska odbojnost plošče je previsoka:Pri rezanju močno odbojnih materialov, kot sta aluminij in baker, se velika količina laserske energije odbije nazaj v notranjost rezalne glave in jo absorbira šoba in sedež zrcala.
• Trčenje:Rezalna glava trči v ploščo ali vpenjalo, zaradi česar se šoba deformira in notranji deli premaknejo, kar uniči prvotno koaksialnost in tesnjenje svetlobe, plina in vodne poti.

Povzetek in kontrolni seznam rešitev

Ko pride do težave z ogrevanjem šobe, je priporočljivo preveriti v naslednjem vrstnem redu:

1. Takoj ustavite stroj za pregled:da preprečite nadaljnjo škodo na opremi.

2. Preverite hladilni sistem (najpomembnejša prednostna naloga):

• Preverite, ali je hladilnik vklopljen in deluje normalno.
• Preverite, ali pretok in tlak hladilne vode ustrezata zahtevam opreme.
• Dotaknite se dovodne in odvodne cevi ter začutite temperaturno razliko. Če je temperaturna razlika majhna, to pomeni, da je učinkovitost izmenjave toplote nizka ali da pretok ni zadosten.
• Preverite kakovost vode, da se prepričate, da ni nečistoč.

3. Preverite in zamenjajte optične komponente:

• Odstranite zaščitno lečo in jo preglejte glede morebitnih umazanij, ožganin ali razpok. Leče naj bodo vedno čiste.
• Preverite, ali je fokusno ogledalo v dobrem stanju.

4. Preverite in zamenjajte šobo:

• Preverite, ali je odprtina šobe, ki jo trenutno uporabljate, primerna za trenutno rezanje.
• Preverite, ali je notranja odprtina šobe gladka in okrogla ter ali je prišlo do kakršnih koli poškodb zaradi taljenja ali blokad. Zamenjajte jo z novo, visokokakovostno testno šobo.

5. Optimizacija parametrov procesa rezanja:

• Za ponovno kalibracijo moči laserja, hitrosti rezanja, vrste in tlaka plina, položaja ostrenja itd. glede na vrsto in debelino materiala se posvetujte z dobaviteljem opreme ali izkušenim procesnim inženirjem. To je bistvo rešitve problema pregrevanja plazme.

6. Preverite koaksialnost in namestitev:

• Z napravo za testiranje poravnave preverite, ali je koaksialnost laserja, šobe in plina pravilna.
• Prepričajte se, da je šoba pravilno nameščena in privita ter da je tesnilni obroč nepoškodovan.

7. Opazujte postopek rezanja:

• Zaradi varnosti med rezanjem opazujte iskre. Normalna iskra mora biti usmerjena navzdol in nazaj. Če iskra brizga navzgor, se razhaja ali je preveč groba in svetla, to običajno pomeni, da parametri niso ustrezni in da nastane velika količina plazme.

S sistematičnim raziskovanjem je mogoče učinkovito rešiti veliko večino težav s segrevanjem šob. Če zgornjih korakov ni mogoče odpraviti, je morda v notranjosti rezalne glave resnejša mehanska ali optična težava, zato se je treba za strokovno vzdrževanje obrniti na proizvajalca opreme.