Однос између фокуса ласерског сечења и неравнина

Фокусна позиција код ласерског сечења има директну и детерминистичку везу са формирањем неравнина.Укратко, фокални положај директно утиче на расподелу енергије снопа унутар материјала, чиме одређује квалитет реза, ефикасност избацивања растопљеног материјала и да ли се на крају формирају неравнине.Односи су детаљно описани у наставку.

Основни принцип: Како фокусна позиција утиче на процес сечења

Принцип ласерског сечења је озрачивање радног предмета ласерским зраком високе густине енергије, што узрокује његово брзо топљење или испаравање, док...辅助Гас (као што су кисеоник или азот) одува растопљени материјал и формира рез.

Фокус: Тачка где је енергија ласерског зрака најконцентрисанија, а величина његове тачке најмања.

Положај фокуса: односи се на положај фокалне тачке у односу на површину радног предмета. Подељен је у три случаја:

1. Позитивна дефокусација: Фокусна тачка се налази изнад површине радног предмета.

2. Негативна дефокусација: Фокусна тачка се налази испод површине радног предмета.

3. Нулта дефокусација: Фокусна тачка је прецизно на површини радног предмета.

Специфична веза између положаја фокуса и зујања

Природа жрвњака је таква да се преостали растоп, који није потпуно одувао, поново стврдњава на дну реза. Положај фокуса утиче на жрвњак углавном тако што утиче на облик реза и силу протока ваздуха.

1. није у фокусу (фокус на радном предмету)

• Расподела енергије: Након што сноп уђе у материјал, он је дивергентан, а густина енергије постепено се смањује одозго надоле. Енергија је најјача на горњој површини, а најслабија на доњој површини.
• Облик реза: лако се формира рез у облику слова V са широким горњим и уским доњим делом.

Утицај на неравнину:

• Због недовољне енергије на дну, доњи део материјала се не може потпуно отопити или гасификовати.
• Брзина протока помоћног гаса се убрзава на уском дну, али сила дувања можда није довољна да потпуно скине и одува вискозну растопину.

Резултати: Лако је створити велики број тврдокорних неравнина на доњој површини. Ово је један од најчешћих узрока неравнина.

2. Негативни дефокус (фокус испод радног предмета)

• Расподела енергије; сноп конвергира унутар материјала, а густина енергије достиже највиши ниво у средњем или доњем делу материјала.
• Облик реза: лако се формира рез у облику бубња струка са уским горњим и доњим и широким средњим делом.

Утицај на неравнину:

• Предност је у томе што је доња енергија недовољна и материјал се може темељније растопити.
• Међутим, средина реза је најшира, што може проузроковати ширење протока ваздуха овде и ослабити силу дувања када се стигне до дна.
• Ако параметри нису правилно усклађени, растопљена материја се и даље може залепити за дно због нечистог реда.

Резултати: У поређењу са позитивним дефокусирањем, стање неравнине ће бити побољшано, али се и даље може створити мала количина меке неравнине. За сечење дебелих плоча, понекад се користи негативно дефокусирање како би се осигурало да се дно исече.

3. Нулта дефокусација или најбољи фокус (фокус на површини радног предмета или одређеној дубини)

• Расподела енергије: Најконцентрисаније подручје енергије налази се на површини радног предмета, што је најбоље за сечење танких плоча. За дебеле плоче обично је потребан положај „најбољег фокуса“, ​​односно фокус иде дубоко у одређену дубину унутар материјала (на пример, 1/3 дебљине плоче) како би се уравнотежила горња и доња енергија.
• Облик реза: најидеалнији вертикални, паралелни рез.

Утицај на неравнину:

• Расподела енергије по целој површини реза је релативно равномерна, а материјал се може континуирано и стабилно топити.
• Паралелни резови обезбеђују гладак пролаз за помоћни гас, који може да носи довољно кинетичке енергије да глатко испусти растоп са дна.

Резултат: Ово је најбоље стање за добијање потпуног одсуства или са врло мало уреза од одсуства. Растоп је одувао „чисто“ без остатака.

Резиме и аналогија

Можете то схватити овако:

• Ван фокуса је: попут „тупог длета“, врх је веома тврд, али је доњи део досадан, може само да „оструже“ материјал, остављајући грубу површину.
• Негативно дефокусирање: Као „минирање“ унутар материјала, иако може експлодирати, излаз можда неће бити уредан и изнеће неке остатке.
• Најбољи фокус: Као „оштар скалпел“, уредно исечен од врха до дна, чист и уредан.

Водич за вежбање: Како подесити фокус на основу грешака

У стварном раду, ако се пронађу неравнине, треба следити следеће кораке за проверу и подешавање:

1. Посматрајте облик чичка:

• На дну има много тврдих, грануларних неравнина: вероватно је да дно није исечено због тога што није у фокусу (фокус је превисок) или недовољне снаге/превелике брзине. Фокус треба подесити надоле.
• На дну се налази мала количина меког, лако отпадајућег чичка налик бради: то може бити негативни дефокус (фокус је пренизак) или недовољан притисак гаса/нечист гас који узрокује да се растопљена материја не издува. Можете покушати да фино подесите фокус навише и проверите параметре гаса.

2. Калибрација и тестирање фокуса:

• Користите инструмент за фокусирање да бисте прецизно одредили положај нултог фокуса.
• У софтверу за параметре сечења, подешавање вредности ± се обично врши на основу 0 тачке. Урадите 1 сет тестова фокуса (нпр. од +1 до -3 у корацима од 0,5), исеците исту фигуру, а затим посматрајте која позиција има најглаткији рез и најмање неравнина. Ова позиција је најбољи фокус за тренутне материјале, дебљине и опрему.

Oдруги кључни фактори који утичу на грешке (које треба узети у обзир у координацији)

Фокус није једини фактор и мора се оптимизовати заједно са другим параметрима процеса:

Помоћни гас:

Притисак:Недовољан притисак не може ефикасно одувати шљаку; превисок притисак може изазвати турбуленцију, што ће утицати на стабилност.

Чистоћа:Посебно при резању нерђајућег челика, важно је користити азот високе чистоће (99,99% или више). Преостали кисеоник ће формирати оксидовану згуру и погоршати неравнине.

Брзина сечења:Брзина је превелика, унос енергије је недовољан и материјал није потпуно исечен, што ствара доње неравнине; брзина је преспора, може доћи до прекомерне аблације, грубих резова и неравнина.

Снага ласера:снага и брзина које треба да се подударају. Снага је прениска да би се просекла.

Млазница:Отвор бленде, висина и концентричност млазнице директно утичу на стање протока ваздуха. Неконцентричност је чест узрок неуједначеног квалитета реза и неравних површина.

Сам материјал:састав материјала, стање површине (као што је присуство рђе, уља) такође имају утицај.

Положај фокуса је примарни параметар подешавања за контролу жрвњака ласерског сечења.Идеалан положај фокуса ствара вертикалан, глатки рез и омогућава помоћном гасу да ефикасно испушта растоп. Када наиђете на проблем са неравнином, прво треба систематски да спроведете тест фокуса како бисте пронашли најбољи фокус, а затим координисано подесите друге параметре као што су гас и брзина како бисте постигли савршен ефекат сечења без неравнине.