Problem som kan uppstå vid laserskärning av plattor

Vid laserskärning finns det problem som avlagringar på arbetsstyckets undersida, veck i den nedre änden av skärytan, överbränning av räta vinklar/skarpa hörn och ojämn skäryta. Följande kommer systematiskt att reda ut orsakerna till och lösningarna på dessa problem.

Översikt över felsökning av kärnproblem

Problem 1: skum längst ner på arbetsstycket (hängande slagg)

Orsaksanalys: Efter att lasern smält materialet misslyckas det med att blåsa bort det från botten av snittet av hjälpgasen i tid och helt, vilket kondenserar och bildar hängande slagg. Detta är i huvudsak en fråga om energi- och gasbalans.

Lösning:

1. Optimera gasparametrar:

• Tryck; För rostfritt stål, aluminiumlegeringar etc., när kväve används som en högren hjälpgas, måste trycket vara tillräckligt högt (till exempel 1,6 MPa eller mer) för att uppnå oxidationsfri skärning och bortblåsning av slagg. Vid användning av syre för kolstål bör trycket vara måttligt, för högt kommer att intensifiera reaktionen och bilda grov slagg.
• Renhet och typ: för att säkerställa att gasens renhet (särskilt kväve kräver mer än 99,9 %) måste även syrets renhet vara mer än 99,5 %.

2. Kalibrera strålens fokus:

• Avvikelsen i fokuspositionen är den vanligaste orsaken. Gör en fokuskalibrering och försök att finjustera fokuspositionen upp och ner. Generellt sett bidrar det till att förbättra kvaliteten på bottensnittet om man sänker fokus något (djupt inne i materialet).

3. Justera effekt och hastighet

• För hög hastighet eller för låg effekt leder till genomskärning och bildandet av mjukt hängande slagg; för låg hastighet eller för hög effekt leder till översmältning och bildandet av hårt och sprött hängande slagg. Det är nödvändigt att hitta den bästa effekt-hastighetskombinationen som matchar plåtens tjocklek.

4. Kontrollera och byt ut munstycket:

• Användning av skadade, deformerade eller felaktigt anpassade munstycken kan störa luftflödet. Kontrollera om munstyckets mitthål är rundat och välj ett munstycke med lämplig diameter beroende på plattans tjocklek (vanligtvis stor diameter för tjock platta och liten diameter för tunn platta).

Problem 2: Klipp ut nedre veck (ränder/överbränning)

Orsaksanalys: Detta är ett typiskt överbränningsfenomen. På grund av för hög värmetillförsel smälter materialet kraftigt eller förångas till och med, vilket bildar grova, rynkliknande ränder i den nedre halvan av skärsektionen.

Lösning:

• Primär justering: Öka skärhastigheten. För låg hastighet är den främsta orsaken. Att öka hastigheten kan minska laserns tidsroll inom enhetsarean för att undvika värmeackumulering.
• Minska lasereffekten. Om hastigheten inte längre kan ökas, eller om lyftningen leder till ett genombrott, bör effekten minskas på lämpligt sätt för att minska den totala värmetillförseln.
• Justera fokuspositionen. Försök att sänka fokuspositionen lite för att koncentrera energin mer och minska den värmepåverkade zonen.
• Kontrollera och minska hjälpgastrycket. Speciellt vid användning av syrgas vid skärning av kolstål kommer ett för högt syrgastryck att förvärra oxidationsreaktionen som ett "förbränningsförbättrare" och generera överdriven värme. Att sänka lufttrycket ordentligt kan få oväntade effekter.

Problem 3: Rätvinklig/skarp bränning

Orsaksanalys: Laserskärhuvudets hastighet är stabil när man går i en rak linje, men när man skär i rät vinkel eller skarp vinkel måste det bromsa, vrida och accelerera igen. Hastighetsfallet i hörnet gör att laserns uppehållstid blir längre, och värmen ackumuleras kraftigt, vilket ablaterar det skarpa hörnet.

Lösning:

1. Använd rundade hörnövergångar (den mest effektiva metoden):

• I ritningsfasen ändras det skarpa hörnet till ett litet rundat hörn (R-hörn). Även en liten avrundning med en radie på 0,5 mm kan göra skärhuvudets övergång smidig, undvika drastiska hastighetsförändringar och effektivt förhindra överbränning.

2. Använd hörnprocessfunktionen (ljushörnfunktionen):

• Moderna laserskärningssystem har en funktion för "hörnkraftkontroll" eller "ljushörn". Denna funktion kan:
• När ett hörn detekteras minskas lasereffekten automatiskt.
• Eller använd segmenterad skärning, stäng kort av lasern vid hörnet och skär i två segment.
• Se enhetens operativsystemmanual för att aktivera och felsöka den här funktionen.

3. Minska skärhastigheten vid hörnet:

• I processparametertabellen ställs hörnets skärhastighet in separat för att göra den lägre än den linjära hastigheten, men detta måste användas i samband med effektreducering.

Problem 4: grov skäryta (vertikal fiberriktning)

Orsaksanalys: skärytan är tydlig, vertikala ränder är inte släta, vanligtvis på grund av energiinstabilitet eller parametermatchning, vilket resulterar i ojämn smältning hos materialet.

Lösning:

• Säkerställ att fokuspositionen är korrekt och stabil: Detta är den viktigaste faktorn för att få en jämn skäryta. En liten förändring i fokus kommer att leda till en stor skillnad i tvärsnittslinjerna. Rengör och kalibrera fokuseringslinsen för att säkerställa att fokus är stabilt.
• Använd hjälpgas med högrenhet: Föroreningar i gasen kan störa flödet och kylprocessen för den smälta metallen, vilket resulterar i ojämna sektioner.
• Optimera skärhastigheten: Instabil hastighet eller felaktig inställning gör att den smälta metallen bildar ojämna ränder under kylningsprocessen. Hitta en stabil hastighet som producerar kontinuerliga, släta spånor.

Kontrollera utrustningens stabilitet:

• Är styrskenan slät? Utrustningens vibrationer kommer att reflekteras direkt på skärytan.
• Är munstycket koaxiellt med strålen? Luftflödet med olika axlar kan orsaka asymmetri och ojämnheter i sektionen.
• Är de optiska linserna rena eller skadade? Förorenade linser kan sprida laserenergi, vilket resulterar i svaga skärsår och ojämna sektioner.

Allmän checklista för grunderna

Innan du gör några finjusteringar av parametrarna, se till att utföra följande grundläggande kontroller:

1. Optisk lins:Kontrollera om fokuseringslinsen och skyddslinsen är rena, inga föroreningar, inga vattenfläckar, inga skador.

2. Munstycksjustering:Se till att laserstrålen passerar perfekt från munstyckets mitt.

3. Gas och gaskrets:bekräfta att det inte finns något läckage i gaskretsen och att gastypen och renheten är korrekta.

4. material:för att säkerställa att plattans yta är ren, utan oxidlager, olja och enhetligt material.

Sammanfattning och rekommendationer

Laserskärning är en precis process med synergi mellan flera parametrar. Nyckeln till att lösa problemet är att "bara ändra en variabel åt gången" och föra register för att fastställa orsaken till problemet.