När man ska välja negativ fokus för laserskärning

"Negativt fokus" (även känt som "lägre fokus" eller "fokus inuti plattan") på laserskärmaskinen är den viktigaste processen för att justera laserns fokusposition. Enkelt uttryckt avser negativt fokus att ställa in laserns fokus under ytan på materialet som ska skäras. Användningen av negativt fokus baseras huvudsakligen på följande principer och syften: När fokus är inuti materialet blir strålens punktstorlek vid materialytan större och energitätheten minskas relativt. Detta är dock fördelaktigt i vissa situationer eftersom det skapar en bredare avsmalnande ljusväg, vilket är fördelaktigt:

1. Utsläpp av slagg:Ett bredare snitt gör att hjälpgaser (såsom syre och kväve) kan blåsa bort den smälta metallen mer effektivt för att förhindra att slagg hänger ihop.

2. Få bättre sektionskvalitet:För tjockare material kan den uppnå en mer vertikal och jämnare skärsektion.

3. Skydda linsen:Att fokusera nedåt kan förhindra att stänk som genereras av skärningen studsar direkt tillbaka till fokuseringslinsen.

När ska man använda negativt fokus (huvudscenario)

1. Skärning av tjockare metallmaterial (särskilt kolstål)

• Detta är det viktigaste tillämpningsscenariot för negativt fokus.
• Orsak: Vid skärning av tjocka plåtar krävs längre energiverkningstid för att smälta hela tjockleken. Användning av negativ koks (vanligtvis 1/3 till 1/2 av plåtens tjocklek) kan öka bredden på den övre delen av snittet, så att syre (vid skärning av kolstål) smidigt kan tränga in i botten av snittet, upprätthålla tillräcklig oxidationsexotermisk reaktion och smidigt blåsa bort slagg. Om du använder positiv fokus eller noll fokus (fokus på ytan eller ovanför) är den övre delen av snittet för smal, vilket lätt leder till ogenomskinlig skärning i botten, allvarlig slagghängning och ojämn sektion.
• Erfarenhetsreferens: Vid skärning av kolstålsplåtar över 6 mm är det vanligtvis nödvändigt att börja använda negativ koks.
• Allt eftersom tjockleken ökar måste mängden negativ fokus (fokusdjupet i materialet) öka i motsvarande grad. Vid till exempel skärning av 20 mm kolstål kan fokuspunkten placeras 3–5 mm under ytan.

2. Strävan efter högkvalitativ skärsektion

• När det finns höga krav på vertikalitet, jämnhet och slaggfria skärsektioner, även för medeltjocka material, kan en lätt negativ fokusering användas för att optimera luftflöde och energifördelning.

3. Vid perforering

• För att förhindra att högtemperaturslaggstänk som genereras under perforeringen skadar linsen, ställs fokus vanligtvis in på negativt fokus för perforering (låg energi och djup position), och sedan justeras fokus till det inställningsläge som krävs för skärning efter att perforeringen är klar.

När du inte ska använda negativt fokus

1. Skuren plåt (vanligtvis <3 mm)

• Anledning: Skärning av tunnplåt strävar efter hastighet och precision. Användningen av nollfokus eller lätt positiv fokus möjliggör den minsta punkten och den mest koncentrerade energin, vilket resulterar i smalare spår, högre hastigheter och finare snitt.

2. Vid utförande av högprecisionsbearbetning

• Anledningen: För att säkerställa minsta möjliga punktstorlek och högsta dimensionsnoggrannhet ställs fokus vanligtvis in på materialets yta (nollfokus).

3. När man använder kväve för att skära rostfritt stål för att få en blank yta

• Orsak: Kväveskärning i rostfritt stål förlitar sig på laserenergi för att smälta materialet, och sedan använder man högtryckskväve för att blåsa bort smältan utan syrereaktion. För att få en vertikal, jämn och icke-oxiderad "ljus yta"-skäreffekt används vanligtvis nollfokus eller lätt positiv fokus för att säkerställa energikoncentration och smala och snygga slitsar.

Hur bestämmer man den bästa mängden negativt fokus?

Det finns inget fast värde, och den bästa fokuspositionen måste bestämmas genom processtestning och påverkas av följande faktorer:

• Materialtyp:Kolstål, rostfritt stål och aluminium har olika fokusstrategier.
• Materialtjocklek:Ju större tjocklek, vanligtvis desto större mängd negativt fokus.
• Skärgas:Syreskärning och kväveskärning har olika fokusstrategier.
• Lasereffekt och läge:Maskiner med olika effekt och strålkvalitet (t.ex. singlemode kontra multimode) har olika optimala fokuspositioner.

Den vanliga testmetoden är:

1. Fokuskalibrering:hitta först materialytans "nollfokus"-position (vanligtvis har maskinen ett automatiskt eller manuellt kalibreringsprogram).

2. Att göra fokustestprover:skär en serie raka linjer eller mönster vid olika fokuspositioner (till exempel från 3 mm till -3 mm, ett steg per 0,5 mm eller 1 mm) med samma effekt, hastighet och gastryck.

3. Utvärderingseffekt:Observera sektionens kvalitet, vertikalitet, slaggens hängande tillstånd, slitsbredden och om botten av varje snitt är skuren.

4. Välj den bästa punkten:omfattande skärkvalitet, stabilitet och effektivitet, välj den bästa fokuspositionen eftersom processparametrarna är anpassade till materialets tjocklek.

Sammanfattning

Kärnprincip: Den specifika fokuspositionen är alltid en funktion av material, tjocklek, maskineffekt och önskad kvalitet. Optimala processparametrar måste erhållas genom fälttester och validering.Vid användning, se till att läsa processparametermanualen från utrustningstillverkaren och finjustera den i kombination med den faktiska skäreffekten.