Hur uppnår man en blank, polerad kant vid laserskärning av stålplåtar?

För att uppnå en oxidfri, högreflekterande skäryta (känd som "bright-face cutting") vid laserskärning av stålplåtar (vanligtvis kolstål) är nyckeln att helt förhindra oxidation under skärprocessen.och att använda finjusterade skärparametrar som noggrant blåser bort det smälta materialet. Vanlig luftskärning bildar en grov, grå yta med ett oxidlager. För att uppnå en blank ytbehandling, följ dessa viktiga steg och principer:

Kärnprincip

Kärnan i blankskärning är "smältskärning" snarare än "oxidationsskärning".

Oxidationsskärning (vanlig luft): användning av syre som hjälpgas, vilket leder till intensiv exotermisk reaktion (förbränning) mellan järn och syre, vilket producerar en stor mängd järnoxidslagg, vilket gör skärytan grov och gråsvart.

Smältskärning (spegelblank skärning): Använder högrent kväve (N2) eller argon (Ar) som hjälpgas. Den inerta gasen isoleras från syre, lasern smälter endast metallen och högtrycksgasen blåser bort den rena metalllösningen för att få en silverblank yta utan oxidation.

Viktiga element och steg för att uppnå blank ytskärning

1. Hjälpgas: högrent kväve måste användas

• Renhetskrav: ≥ 99,99 % (vanligtvis 4 nior eller högre). Otillräcklig renhet kan orsaka spår av oxidation, vilket påverkar ytfinishen.
• Tryckkrav: mycket höga. Beroende på plattans tjocklek krävs vanligtvis ett stabilt tryck på 15-20 bar (cirka 1,5-2,0 MPa) eller ännu högre. Det krävs en stor mängd flytande kväve i tanken eller en kvävegenerator, vilket en vanlig luftkompressor inte kan uppfylla.
• Funktion: blås bort smält metall, kyl skärsöm, isolera syre.

2. Lasereffekt och läge: kräver hög effekt och högkvalitativ stråle

• Strömförsörjning: Att uppnå blank ytskärning kräver vanligtvis högre lasereffekt. Till exempel är det enklare och mer effektivt att skära 6 mm blanka ytor av kolstål med en 4000W laser än att skära vanliga plåtar med samma tjocklek. Otillräcklig effekt gör att skärhastigheten blir för långsam och att värmen ackumuleras, vilket påverkar kvaliteten.
• Strålkvalitet: enlägeslaser eller kvasi-enlägeslaser har inneboende fördelar med sin mer koncentrerade energitäthet och mindre fläck vid skärning på ljusa ytor jämfört med multilägeslaser och kan få en finare och ljusare sektion.

3. Skärparametrar: finjustering

Följande parametrar behöver noggrant optimeras beroende på utrustning och gasförhållanden:

• Skärhastighet: Jämfört med syrgasskärning kommer hastigheten att minskas avsevärt. Om hastigheten är för hög kommer smältan inte att blåsas ren och baksidan kommer att hänga slagg; om hastigheten är för låg blir värmetillförseln för hög och plattan kan överhettas och ändra färg.

Munstycksval och höjd:

• Munstycksdiameter: välj vanligtvis en större munstycksdiameter (t.ex. φ3 mm eller φ4 mm) för att anpassa sig till det höga trycket och det stora kväveflödet för att säkerställa att luftflödet är stabilt och täcker hela spalten.
• Munstyckshöjd: Den behöver kontrolleras exakt, generellt något högre än vid skärning med syrgas för att skapa ett bra luftridåskydd.
• Fokusposition: Fokus ställs vanligtvis in på plattans yta eller något nedanför, och den bästa positionen måste bestämmas experimentellt för att få den smalaste och ljusaste spalten.
• Toppeffekt/frekvensmodulering: För vissa tjockare plattor hjälper användningen av lämpligt pulsskärningsläge till att kontrollera värmeinmatningen för att få en bättre blank yteffekt.

4. Styrelsens krav

• Ytrengöring: olja, rost och beläggning på plattans yta påverkar skäreffekten och bör rengöras i förväg.
• Enhetligt material: Ojämnt material resulterar i inkonsekventa glittereffekter.

Sammanfattning av operationsprocessen

1. Förberedelse:Se till att använda ett högrent kvävgas- och högtrycksgasförsörjningssystem. Rengör arkytan.

2. Välj munstycke:Installera ett munstycke med stor diameter som är lämpligt för högtrycksskärning med kväve (t.ex. φ3 mm).

3. Inställning av parametrar:Välj läge ”Kväveskärning” eller ”Ljus ytskärning” i skärstyrningsprogrammet. Ange plåtmaterial (kolstål) och tjocklek.

4. Justering av viktiga referenspunkter:

• Hjälpgasen var inställd på N2.
• Gastrycket justeras till det höga tryckområdet (till exempel, för 6 mm kolstål, försök från 18 bar först).
• Minska skärhastigheten avsevärt (det kan vara syrgaskärning med tjockleken på 1/3 till 1/2).
• Justera fokus och munstyckeshöjd på lämpligt sätt.

5. Provkapning och optimering:Använd först små grafiker eller restkanter för provskärning. Observationsavsnitt:

• Om den övre delen är ljus, är den nedre delen fördelad svart eller hängande slagg: det kan vara för snabbt eller otillräckligt lufttryck.
• Om hela sektionen är gul eller oxiderad: kvävets renhet är inte tillräcklig eller så är trycket för lågt och syre blandas in.
• Om skärningen inte är transparent eller slaggen sitter hårt fast: otillräcklig effekt, för snabbhet eller fel fokusposition.

6. Formell styckning:efter slutförandet av parameteroptimeringen, den formella kapningen.

Överväganden och begränsningar

• Högre kostnad:en stor mängd kväve med hög renhet förbrukas, skärhastigheten är långsam och enhetskostnaden är mycket högre än för syrgasskärning.
• Tjockleksgräns:Den blanka yteffekten förvärras ju tjockleken ökar. Det fungerar vanligtvis bäst på kolstålsplattor av medelstor och tunna kvalitet (1–12 mm). När skivtjockleken överstiger utrustningens kapacitet är det svårt att få en perfekt blanka yta.
• Utrustningskrav:Lasereffekten, strålkvaliteten, maskinens stabilitet och gasförsörjningssystemet har högre krav.
• Huvudapplikation:Används för att uppfylla kraven på arbetsstyckets utseende, svetsning och sprutkvalitet, såsom hisspaneler, precisionsmekaniska delar, utseendedelar etc., för att undvika efterföljande slipning.

Enkelt uttryckt, för att ta bort den ljusa ytan, kom ihåg de tre elementen: högt tryck och hög renhet av kväve, hög effekt och bra stråle, samt finjusteringsparametrar för låg hastighet.Det rekommenderas att du hämtar en grundläggande parametertabell för en specifik modell och tjocklek från utrustningstillverkaren och använder denna som grund för finjustering på plats.