วิธีการทำชิ้นงานที่มีพื้นผิวหยาบและเป็นรอยหยักเมื่อใช้เลเซอร์ตัดเหล็กกล้าคาร์บอน

เมื่อทำการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนด้วยเลเซอร์ หน้าตัดที่ได้จะหยาบและเป็นรอยหยัก ซึ่งโดยปกติแล้วไม่ได้เกิดจากสาเหตุเดียว แต่เกิดจากการไม่ตรงกันของพารามิเตอร์กระบวนการหลายอย่าง ต่อไปนี้จะนำเสนอวิธีแก้ปัญหาโดยละเอียดจากสองด้าน ได้แก่ สาเหตุหลักและขั้นตอนการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบ.

Tการวิเคราะห์สาเหตุหลัก

ส่วนที่ขรุขระและเป็นรอยหยักนั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นผลมาจากการป้อนพลังงานที่ไม่เสถียรและการระบายกากก๊าซเสริมที่ไม่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสามารถสรุปได้เป็นหมวดหมู่ดังต่อไปนี้:

1. ปัญหาเกี่ยวกับพารามิเตอร์กระบวนการ (พบบ่อยที่สุด):

• ความเร็วในการตัดไม่ตรงกัน:หากความเร็วสูงเกินไป การสะสมพลังงานไม่เพียงพอ และไม่สามารถตัดได้อย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดข้อบกพร่องและรอยหยัก ในทางกลับกัน หากความเร็วช้าเกินไป การเผาไหม้มากเกินไป ทำให้ส่วนตัดหลอมละลายอย่างรุนแรงและพื้นผิวหยาบ

กำลังเลเซอร์ต่ำเกินไป:กำลังไฟไม่เพียงพอที่จะทำให้วัสดุระเหยหรือหลอมละลายได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้เกิดการตัดผ่าน มีเศษโลหะตกค้าง และเกิดเป็นพื้นผิวที่ไม่เรียบ

• ปัญหาเกี่ยวกับก๊าซเสริม:

• แรงดันอากาศไม่เหมาะสม:แรงดันอากาศต่ำเกินไป ทำให้ไม่สามารถพัดเอาเศษโลหะออกไปได้ทันเวลา และเศษโลหะจะเกาะติดกับส่วนล่างของรอยตัด ทำให้เกิดรอยหยักและเสี้ยน ในขณะที่แรงดันอากาศสูงเกินไปอาจทำให้เกิดผลเย็นตัวลงบนรอยตัดและส่งผลต่อความเข้มข้นของพลังงาน

ความบริสุทธิ์ของก๊าซไม่เพียงพอ:ความบริสุทธิ์ของออกซิเจนที่ไม่เพียงพอ (สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน โดยปกติต้อง ≥ 99.95%) จะลดประสิทธิภาพของปฏิกิริยาออกซิเดชัน ส่งผลให้การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเกิดพื้นผิวที่ไม่เรียบ

• ตำแหน่งโฟกัสไม่ถูกต้อง:หากจุดโฟกัสลึกหรือตื้นเกินไป ความหนาแน่นของพลังงานในลำแสงจะไม่เพียงพอที่จะสร้างแนวตัดที่เรียบเนียนได้ จุดโฟกัสเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อคุณภาพของการผ่าตัด

2. ปัญหาเกี่ยวกับสถานะของอุปกรณ์และฮาร์ดแวร์:

• หัวฉีดสึกหรอหรือสกปรก:การเสียรูปของรูหัวฉีด การอุดตันของการพ่น จะทำให้สนามการไหลของก๊าซไม่เป็นระเบียบ และไม่สามารถเป่าตะกรันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• เลนส์สกปรกหรือเสียหาย:มีคราบหรือความเสียหายบนกระจกป้องกันและกระจกโฟกัส ซึ่งจะทำให้พลังงานเลเซอร์กระจัดกระจาย ส่งผลให้พลังงานที่ส่งไปยังชิ้นงานลดลงและคุณภาพของลำแสงเสื่อมลง

· ตัวนำ/เฟือง และโครงสร้างกลไกอื่นๆ หลวม:ระบบการเคลื่อนที่ไม่เสถียร จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อส่วนการตัด ทำให้เกิดเส้นหยัก

• คุณภาพลำแสงไม่ดี:โหมดการปล่อยลำแสงเลเซอร์เองนั้นไม่ดี การกระจายพลังงานไม่สม่ำเสมอ

3. วัสดุและสภาพแวดล้อมในการแปรรูป:

• สนิม สี หรือสารเคลือบบนพื้นผิวของวัสดุ:สิ่งเจือปนเหล่านี้จะดูดซับและสะท้อนแสงเลเซอร์อย่างไม่สม่ำเสมอ และรบกวนกระบวนการตัด

• คุณภาพของวัสดุเอง:องค์ประกอบที่ไม่สม่ำเสมอของแผ่นโลหะและความเครียดภายในที่สูงจะส่งผลให้ประสิทธิภาพการตัดไม่สม่ำเสมอเช่นกัน

• จานไม่ได้ถูกทำให้เรียบ:ในระหว่างกระบวนการตัด แผ่นโลหะจะสั่นไหว ทำให้ตำแหน่งโฟกัสเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง

Sการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบ (จากง่ายไปยาก)

โปรดทำตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อตรวจสอบและปรับแต่ง ซึ่งมีโอกาสสูงที่จะช่วยแก้ปัญหาได้

ขั้นตอนแรก: การตรวจสอบและเตรียมการเบื้องต้น

1. ตรวจสอบและทำความสะอาดระบบเลนส์:

• หลังจากปิดเครื่องแล้ว ให้ตรวจสอบและทำความสะอาดกระจกปรับโฟกัสและกระจกป้องกัน หากมีรอยขีดข่วนหรือคราบสกปรกที่ไม่สามารถขจัดออกได้ ให้เปลี่ยนใหม่ทันที

• นี่เป็นขั้นตอนแรกเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของลำแสงและค่าบำรุงรักษาที่ต่ำที่สุด

2. ตรวจสอบและเปลี่ยนหัวฉีด:

• ตรวจสอบว่าขนาดรูหัวฉีดที่ใช้ในปัจจุบันตรงกับความหนาของแผ่นโลหะหรือไม่ (โดยปกติแล้ว แผ่นโลหะยิ่งหนา ขนาดรูหัวฉีดสามารถใหญ่ขึ้นได้เล็กน้อย)

• ตรวจสอบว่ารูหัวฉีดสึกหรอ (เป็นรูปวงรี) หรืออุดตันด้วยเศษโลหะหรือไม่ หากพบปัญหา ให้เปลี่ยนหัวฉีดใหม่ทันที

3. ตรวจสอบความบริสุทธิ์และความดันของแก๊ส:

• ตรวจสอบว่าความบริสุทธิ์ของออกซิเจนเป็นไปตามข้อกำหนด (≥ 99.95%)

• ตรวจสอบท่อส่งก๊าซว่ามีรอยรั่วหรือไม่

• การตั้งค่าแรงดันอากาศนั้นอ้างอิงจากพารามิเตอร์ที่ผู้ผลิตอุปกรณ์แนะนำ และใช้สำหรับการปรับแต่งอย่างละเอียด ในกรณีที่เกิดรอยหยักและการแขวนตะกรัน คุณสามารถลองเพิ่มแรงดันอากาศให้เหมาะสม (เช่น เพิ่ม 0.5-1 บาร์) เพื่อสังเกตผลลัพธ์ได้

ขั้นตอนที่ 2: การปรับพารามิเตอร์กระบวนการหลักให้เหมาะสมที่สุด

ในการดำเนินการทดสอบระบบต่อไปนี้ ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ “แผนภูมิการทดสอบกระบวนการตัด” (แผนภูมิสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบที่ 1 ซึ่งประกอบด้วยชุดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ มากมาย) เพื่อเปรียบเทียบและค้นหาชุดค่าพารามิเตอร์ที่ดีที่สุดได้อย่างรวดเร็ว

1. ปรับตำแหน่งโฟกัส:

• นี่คือขั้นตอนที่สำคัญที่สุด ตำแหน่งโฟกัสโดยทั่วไปจะอิงที่ 0 (พื้นผิวแผ่นจาน) และมีค่าเป็นลบลงด้านล่าง

• ปรากฏการณ์ปัจจุบัน (หยาบและขรุขระ): มีความเป็นไปได้ว่าจุดโฟกัสลึกเกินไป (ค่าลบมากเกินไป) หรือตื้นเกินไป (ค่าบวก)

• วิธีการดีบัก: จากพารามิเตอร์ที่มีอยู่ ให้ค่อยๆ เปลี่ยนตำแหน่งโฟกัสจากต่ำไปสูง (หรือจากสูงไปต่ำ) ทีละ 0.2 มม. หรือ 0.5 มม. เพื่อทดลองตัด คุณจะพบ "ตำแหน่งโฟกัสที่ดีที่สุด" ที่ให้ส่วนที่เรียบที่สุดและฟันของหัวตัดเล็กที่สุด โดยปกติแล้ว เมื่อตัดเหล็กกล้าคาร์บอน ตำแหน่งโฟกัสจะอยู่ที่ประมาณ 1/3 ของความหนาของแผ่นเหล็กใต้พื้นผิวของแผ่นเหล็ก

2. ปรับความเร็วและกำลังในการตัดให้เหมาะสม:

· หลักการ:กำลังและความเร็วต้องประสานกัน

· ปรากฏการณ์ปัจจุบัน (หยาบกระด้าง):สิ่งแรกที่ควรสงสัยคือ ความเร็วสูงเกินไป หรือกำลังไฟต่ำเกินไป

• วิธีการดีบัก:

วิธี A (กำลังไฟคงที่): คงกำลังไฟปัจจุบันไว้เท่าเดิม ค่อยๆ ลดความเร็วในการตัดลง สังเกตการเปลี่ยนแปลงของหน้าตัด หากฟันเลื่อยลดลง แสดงว่าความเร็วเริ่มต้นเร็วเกินไป

วิธี B (ความเร็วคงที่): รักษาความเร็วปัจจุบันไว้เท่าเดิม ค่อยๆ เพิ่มกำลังเลเซอร์ และสังเกตการเปลี่ยนแปลงของหน้าตัด หากหน้าตัดดีขึ้น แสดงว่ากำลังเลเซอร์เดิมไม่เพียงพอ จุดที่เหมาะสมที่สุดคือการหาจุดวิกฤตที่ “ตัดผ่านได้พอดีและหน้าตัดเรียบ” หากความเร็วเร็วเกินไป จะเกิดข้อบกพร่องและรอยหยัก หากความเร็วช้าเกินไป จะทำให้แผ่นโลหะไหม้มากเกินไปและเกิดตะกรันตกค้างจำนวนมากที่ด้านล่าง

3. ปรับแรงดันแก๊สให้เหมาะสม:

• หลังจากปรับโฟกัส ความเร็ว และกำลังแล้ว ให้ปรับแรงดันอากาศให้เหมาะสม

• สังเกตประกายไฟขณะตัด: สภาพที่เหมาะสมคือประกายไฟยาวและสม่ำเสมอ และพุ่งลงด้านล่าง หากประกายไฟมีน้อย สั้น และกระจายออก แสดงว่าแรงดันอากาศหรือความเร็วลมไม่เหมาะสม

• สำหรับรอยหยักและตะกรันที่ห้อยอยู่ การเพิ่มแรงดันอากาศให้เหมาะสมมักจะได้ผลดี

ขั้นตอนที่ 3: การตรวจสอบขั้นสูง

หากขั้นตอนข้างต้นทั้งหมดไม่ได้ผล อาจมีปัญหาที่ซับซ้อนกว่านั้นที่ต้องพิจารณา

1. ตรวจสอบโครงสร้างทางกลของอุปกรณ์:

• ตรวจสอบว่าคาน เฟือง และแร็คหลวมหรือไม่ ใช้มือดันหัวตัดเพื่อตรวจสอบว่ามีช่องว่างหรือการสั่นผิดปกติหรือไม่

• ขณะใช้งานที่ความเร็วต่ำ ให้สังเกตว่าเครื่องทำงานได้อย่างราบรื่นหรือไม่ การหลวมของกลไกอาจทำให้เกิดรอยหยักในการตัดได้โดยตรง

2. ตรวจสอบกำลังแสงเลเซอร์:

• ถ้าเป็นไปได้ ให้ใช้เครื่องวัดกำลังเลเซอร์ตรวจสอบว่ากำลังเอาต์พุตจริงตรงกับค่าที่ตั้งไว้หรือไม่

• การเสื่อมสภาพของโหมดลำแสง (เช่น การเปลี่ยนจากโหมดพื้นฐาน TEM00 ไปเป็นโหมดลำดับสูง) จะส่งผลให้ความสามารถในการตัดลดลงเช่นกัน ในกรณีนี้ จำเป็นต้องติดต่อผู้จำหน่ายอุปกรณ์เพื่อทำการตรวจสอบและบำรุงรักษาโดยผู้เชี่ยวชาญ

สรุปและรายการตรวจสอบการดำเนินการอย่างรวดเร็ว

เมื่อคุณพบปัญหานี้ ให้ทำตามลำดับต่อไปนี้:

1. การเปลี่ยนแปลง:เปลี่ยนใหม่ด้วยกระจกป้องกันและหัวฉีดที่สะอาดและใหม่เอี่ยม

2. ปรับแต่ง:ปรับตำแหน่งโฟกัสอย่างเป็นระบบ ซึ่งเป็นวิธีที่เร็วที่สุดที่จะได้ผลลัพธ์ที่ดี

3. ทิ้ง:ลดความเร็วในการตัดให้เหมาะสม

4. เพิ่มขึ้น:หากการลดความเร็วไม่ได้ผล ให้ลองเพิ่มกำลังเลเซอร์

5. ตรวจสอบ:ตรวจสอบว่าความบริสุทธิ์ของออกซิเจนและความดันอากาศถูกต้องหรือไม่ และเพิ่มความดันอากาศให้เหมาะสม

6. การทดสอบ:หากปัญหายังคงอยู่ ให้ทำการทดสอบกระบวนการตัดเพื่อหาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผ่นโลหะปัจจุบัน

7. การเชื่อมต่อ:หากวิธีการทั้งหมดล้มเหลว โปรดติดต่อฝ่ายบริการหลังการขายของอุปกรณ์โดยทันที เพื่อตรวจสอบสถานะการส่งกำลังทางกลและสถานะของเลเซอร์

การตัดด้วยเลเซอร์เป็นศิลปะที่ “สมดุล” ซึ่งต้องอาศัยการประสานงานที่สมบูรณ์แบบขององค์ประกอบหลักทั้งสี่ ได้แก่ พลังงาน ความเร็ว ก๊าซ และการโฟกัส การแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบและอดทนเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาดังกล่าว