Hur man löser problemet med grader vid laserskärning av tunna plåtar

Uppkomsten av grader vid laserskärning av tunna plåtar är ett mycket vanligt problem. Detta orsakas vanligtvis inte av en enda faktor utan är resultatet av den kombinerade effekten av flera faktorer såsom utrustning, parametrar, material och gaser. För att systematiskt lösa detta problem kan vi följa en felsökningsprocess från lätt till svårt och från mjukvara till hårdvara. Härnäst kommer vi att utveckla de specifika åtgärderna och lösningarna för varje steg i detalj:

Steg 1: Kontroll och justering av kärnparametrar (det vanligaste problemområdet)

1. Fokusposition

• Fokuspositionen är en av de mest kritiska parametrarna som påverkar skärkvaliteten. Felaktig fokusering leder till att energin inte koncentreras, vilket gör det omöjligt att effektivt blåsa bort slaggen.
• Symtom: Både ett för högt eller för lågt fokus kommer att orsaka att slagg fastnar på botten (grader).

Lösning:

• Utför fokuskalibrering: Se först till att din utrustnings fokus är korrekt. Använd en fokusmätare eller en automatisk kalibreringsfunktion.
• Utför fokustestning: Skär en rak linje eller en cirkel på ett skrotstycke vid olika fokuspositioner (till exempel från -1 mm till +1 mm, med ett intervall på 0,2 mm) och observera vilken position som har minst grader. För tunna plattor rekommenderas det vanligtvis att använda negativ defokusering (dvs. fokus ligger under plattans yta, på ett avstånd av cirka 1/3 till 1/2 av plattans tjocklek), vilket kan bilda ett bredare snitt och underlätta nedåtriktad bortblåsning av slagg med gasflödet.

2. Hjälpgas

Gastyp och renhet:

• Skärning av kolstål: Syre måste användas. Syre deltar i förbränningsreaktionen, ger ytterligare energi och bildar järnoxid med låg smältpunkt, som lätt blåses bort av gasflödet. Om luft eller kväve används kommer en stor mängd svart slagggrad att produceras.
• Skärning av rostfritt stål och aluminiumlegering: Högrent kväve måste användas. Kvävets roll är att blåsa bort den smälta metallen och förhindra oxidation. Om kvävets renhet är otillräcklig (förslagsvis över 99,9 %) eller trycket är för lågt, kommer det att bildas grader i botten av materialet på grund av oxidation och otillräcklig kylning.

Gastryck:

• För lågt tryck: Det går inte att blåsa bort slaggen effektivt, vilket resulterar i att grader samlas i botten.
• För högt tryck: För tunna plåtar kan för högt tryck skapa virvlar vid skärningen, vilket försvagar slaggblåsningseffekten och eventuellt orsakar ojämna snittytor och till och med svårborttagna smälta klumpar.

Lösning:Se de rekommenderade parametrarna från utrustningstillverkaren baserat på materialtyp och tjocklek, och gör finjusteringar därefter. Till exempel, vid skärning av 1 mm kolstål ligger syretrycket vanligtvis mellan 0,8-1,2 bar.

3. Skärhastighet och lasereffekt

• Dessa två behöver matchas perfekt.
• För hög hastighet: Otillräcklig energiinmatning, materialet smälts och skärs inte helt, vilket lämnar kontinuerliga, klibbiga grader i botten.
• För låg hastighet: För hög energiinmatning, vilket gör att materialet översmälter, vilket resulterar i en grov snittyta och till och med bildandet av svårborttagbara smälta klumpar.
• Effektmissmatchning: För låg effekt motsvarar en för hög hastighet, och för hög effekt motsvarar en för långsam hastighet.

Lösning:

• Utför parametertestning: Fixera andra parametrar och justera skärhastighet och effekt för att hitta den bästa kombinationen av "hastighet och effekt". Det ideala skärtillståndet är ett blomliknande mönster som sprids jämnt nedåt.

Steg 2: Kontroll av hårdvara och utrustningsstatus

Om parameterjusteringar inte fungerar måste själva utrustningen kontrolleras.

1. Munstycke

• Val av munstycke: Att använda ett munstycke med en för stor diameter (t.ex. φ2.0 eller högre) bidrar inte till gasflödeskoncentrationen. För tunna plattor rekommenderas att använda ett munstycke med liten diameter (t.ex. φ1.0 eller φ1.5), vilket kan generera ett gasflöde med högre hastighet och ha en bättre slaggblåsningseffekt.
• Munstyckets skick: Kontrollera om det finns slaggstänk, slitage eller deformation vid munstycksöppningen. Ett skadat munstycke stör gasflödets koncentricitet och stabilitet och måste bytas ut i tid.
• Munstyckshöjd: Avståndet mellan munstycket och plattans yta (vanligtvis 0,5–1,5 mm) är mycket viktigt. För högt avstånd gör att gasflödet sprids och slaggblåsningseffekten blir svag; för lågt avstånd kolliderar lätt med plattan och skadar munstycket.

2.Optiska linser

• Renlighet: Om skyddsspegeln och fokuseringsspegeln är förorenade minskar lasereffekten, vilket resulterar i minskad skärförmåga och grader. Rengör speglarna regelbundet med vattenfri etanol och linspapper.
• Kvalitet: Kontrollera eventuella mikroskopiska skador eller åldrande av beläggningen på speglarna som kanske inte är synlig för blotta ögat. Byt ut dem vid behov.

3. Laserstråle

• Strålkoncentricitet: Munstyckshålets mitt måste vara exakt i linje med laserstrålens mitt. Om de inte är koncentriska kommer det att orsaka asymmetriska snitt, med ena sidan slät och den andra sidan med grader.
• Kalibreringsmetod: Sätt ett lager maskeringstejp på munstyckets framsida, avfyra en puls och observera om hålet är i mitten av munstycket. Om det är excentriskt bör kalibreringen utföras enligt utrustningens manual.
• Utrustningens stabilitet: Kontrollera om det finns mekaniska vibrationer eller löshet i utrustningen, eftersom dessa kan påverka skärningens stabilitet.

Steg 3: Material och andra faktorer

Materialet i sig

• Ytkvalitet: Olja, rost och beläggningar på plåtens yta kan öka svårigheten att skära och orsaka grader. Rengör plåten före skärning.
• Materialtyp: Olika märken och partier av material har olika legeringssammansättningar och ytbehandlingar, vilket kan påverka skärprestandan. Om du inte kan skära bra och konsekvent, prova en annan batch eller ett annat materialmärke.
• Materialtjocklek: Kontrollera att laserns effekt är tillräcklig för att skära tjockleken. Otillräcklig effekt leder direkt till ofullständig skärning och grader.

Sammanfattning och snabb felsökningschecklista

När du stöter på problem med grader, följ denna sekvens för snabb felsökning:

1. Kontrollera först bensinen!

• För skärning av kolstål: Använd syrgas och kontrollera om trycket är tillräckligt.
• För skärning av rostfritt stål/aluminium: Använd högrent kväve och kontrollera renhet och tryck.

2. Justera sedan fokus!

• Utför ett fokustest för att hitta den optimala fokuspositionen. För tunna plattor, prova negativ oskärpa.

3. Optimera sedan hastighet och kraft!

• Utför parametertester för att hitta kombinationen "hastighet-effekt" utan grader.

4. Kontrollera därefter munstycket och den optiska vägen!

• Byt ut ett munstycke med liten diameter som känns och ser bra ut.
• Kontrollera och rengör speglarna.
• Kalibrera munstyckets och laserstrålens koncentricitet.

5. Slutligen, tänk på materiella frågor!

• Rengör ytan på arket eller prova med ett annat ark.

Genom att följa denna systematiska felsökningsprocess kan de flesta gradproblem vid laserskärning av tunnplåt lösas effektivt.