การสูญเสียหัวฉีดเครื่องตัดเลเซอร์: กรณีทั่วไปหลายประการ

ในการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ หัวฉีดเป็นชิ้นส่วนสิ้นเปลืองที่สำคัญและเสียหายได้ง่ายมาก การสูญเสียหัวฉีดส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการตัด การใช้แก๊ส และต้นทุนการผลิต การสูญเสียหัวฉีดที่พบบ่อยส่วนใหญ่มีสาเหตุหลักดังต่อไปนี้:

แรงกระแทกและการสึกหรอทางกายภาพ (นี่คือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดและโดยตรงที่สุดของการสึกหรอ)

1. การชนกับแผ่นโลหะ:ในกระบวนการป้อนชิ้นงานและการตัด การเจาะรู (โดยเฉพาะการกระเด็นของตะกรันระหว่างการพ่นทรายและการเจาะรูแผ่นเหล็กหนา) หรือการกำหนดตำแหน่ง/การหาขอบของเครื่องมือกล ปลายหัวฉีดจะกระแทกกับแผ่นเหล็กโดยตรง ส่งผลให้เกิดการเสียรูป รอยขีดข่วน หรือรอยบาก

2. การชนกับอุปกรณ์ติดตั้ง:ในระหว่างการเคลื่อนที่ของหัวตัด หากเส้นทางการตั้งโปรแกรมผิดพลาดหรือการเบี่ยงเบนศูนย์ของเครื่องมือกล หัวฉีดอาจชนกับอุปกรณ์จับยึดได้

3. การใช้งานในระยะยาว:แม้ว่าจะไม่มีการชนกันอย่างรุนแรง แต่ในกระบวนการตัดด้วยความเร็วสูงในระยะยาว กระแสแก๊สตัดที่มีความเร็วสูง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีอนุภาคโลหะขนาดเล็ก) จะยังคงกัดกร่อนผนังด้านในของหัวฉีดอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้รูเปิดค่อยๆ ขยายตัว เสียรูปทรง และส่งผลกระทบต่อสนามการไหลของแก๊ส

ผลที่ตามมา:การไหลของก๊าซตัดไม่เป็นระเบียบ ส่งผลให้พื้นผิวการตัดหยาบ มีตะกรันตกค้าง มีครีบที่ด้านล่างมากขึ้น และอาจถึงขั้นตัดไม่ทะลุ

การกระเด็นและการอุดตันของตะกรัน

ในระหว่างกระบวนการตัด โลหะหลอมเหลวจะกระเด็นไปติดอยู่กับผนังด้านในหรือหน้าตัดของหัวฉีด

1. การยึดเกาะของผนังด้านใน:เมื่อทำการตัดแผ่นเหล็กชุบสังกะสี เหล็กสแตนเลส หรือแผ่นเหล็กเคลือบผิว ตะกรันเหนียวที่เกิดขึ้นจะกระเด็นและเกาะติดกับผนังด้านในของรูหัวฉีดได้ง่าย สะสมตัวขึ้นเรื่อยๆ จนทำให้รูหัวฉีดแคบลงและเกิดการไหลของอากาศที่ไม่สมมาตร

2. การยึดเกาะของพื้นผิวด้านปลาย:ตะกรันจะสะสมอยู่ที่ปลายด้านล่างของหัวฉีด ซึ่งจะทำให้ระยะห่างจากหัวฉีดถึงแผ่น (ความสูงของหัวฉีด) เปลี่ยนไป และส่งผลกระทบต่อพลศาสตร์ของก๊าซ

3. การอุดตันโดยสมบูรณ์:ในกรณีร้ายแรง เศษโลหะอาจอุดตันหัวฉีดอย่างสมบูรณ์ ทำให้การไหลของอากาศหยุดชะงัก ส่งผลให้การตัดล้มเหลวทันทีและอาจทำให้หัวฉีดไหม้ได้

ผลที่ตามมา:การตัดที่ไม่เสถียร คุณภาพชิ้นงานไม่ดี การหยุดทำความสะอาดบ่อยครั้ง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตลดลง

ความเสียหายจากความร้อนและการกัดกร่อน

1. การทำลายเนื้อเยื่อด้วยความร้อนสูง:

• การกัดกร่อนแบบเจาะทะลุ: เมื่อเลเซอร์เจาะทะลุแผ่นโลหะหนา เลเซอร์กำลังสูงจะยิงไปยังจุดใดจุดหนึ่งเป็นเวลานาน ทำให้เกิดความร้อนสูงมากและโลหะหลอมเหลวกระเด็นกลับ ซึ่งจะกัดกร่อนพื้นผิวด้านล่างของหัวฉีดและขอบของรูด้านในโดยตรง
• การกัดกร่อนด้วยพลาสมา: เมื่อพารามิเตอร์การตัด (เช่น แรงดันอากาศ กำลัง ความเร็ว) ไม่เหมาะสม อาจเกิดกลุ่มไอโลหะที่มีอุณหภูมิสูงและความหนาแน่นสูงขึ้นเหนือรอยตัด กลุ่มไอพลาสมานี้จะดูดซับพลังงานเลเซอร์และแพร่กระจายขึ้นด้านบน กัดกร่อนภายในหัวฉีดโดยตรง และทำให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้

2. การเสียรูปเนื่องจากความร้อน:การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน อาจทำให้วัสดุของหัวฉีดเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคหรือเสียรูป โดยเฉพาะอย่างยิ่งหัวฉีดคุณภาพต่ำ

ผลที่ตามมา:หากรูหัวฉีดมีขนาดใหญ่ขึ้นหรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ ความสามารถในการรวมแสงของแก๊สจะลดลงอย่างถาวร และความสามารถในการตัดจะลดลงอย่างมาก

การติดตั้งและการใช้งานที่ไม่ถูกต้อง

1. การติดตั้งไม่ตั้งตรง/หลวม:หัวฉีดไม่ได้ขันแน่นหรือไม่ได้อยู่ตรงกลางกับหัวตัด ทำให้เกิดการรั่วไหลของก๊าซและสนามการไหลที่ไม่สมดุล การหลวมเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดการสึกหรอมากขึ้นจากการสั่นสะเทือนขณะตัด

2. เลือกหัวฉีดผิดประเภทหรือขนาด:

• ความไม่สอดคล้องกันของขนาดรูหัวฉีด: ใช้หัวฉีดขนาดใหญ่ในการตัดแผ่นโลหะบาง (แรงดันแก๊สไม่เพียงพอ การกระจายพลังงานไม่ดี) หรือใช้หัวฉีดขนาดเล็กในการตัดแผ่นโลหะหนา (การไหลของแก๊สไม่เพียงพอ การระบายตะกรันไม่ดี)
• ใช้งานผิดประเภท: หัวฉีดแบบสองชั้นใช้ในกรณีที่ควรใช้หัวฉีดแบบชั้นเดียว ซึ่งส่งผลต่อความเสถียรในการตัดและการป้องกันแสงสะท้อนของวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง (เช่น อลูมิเนียมและทองแดง)

3. ข้อผิดพลาดในการตั้งค่าพารามิเตอร์การตัด:

• แรงดันอากาศสูงเกินไป/ต่ำเกินไป: แรงดันอากาศสูงเกินไปอาจทำให้การไหลของอากาศไม่เป็นระเบียบ ส่วนแรงดันอากาศต่ำเกินไปจะไม่สามารถระบายตะกรันและระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• การตั้งความสูงของหัวฉีด (แกน Z) ไม่เหมาะสม: ตั้งใกล้แผ่นโลหะเกินไปจะทำให้ชนกันได้ง่าย ตั้งไกลเกินไปจะทำให้ประสิทธิภาพการป้องกันแก๊สไม่ดี

การปนเปื้อนและการกัดกร่อน

1. มลพิษจากก๊าซ:การใช้ก๊าซตัด (ออกซิเจน ไนโตรเจน อากาศ) ไม่บริสุทธิ์ มีน้ำมัน ความชื้น หรืออนุภาคของแข็งเจือปนอยู่ ซึ่งสารปนเปื้อนเหล่านี้จะสะสมอยู่ในหัวฉีดหรือทำให้หัวฉีดเกิดการกัดกร่อน

2. ฝุ่นละอองในสิ่งแวดล้อม:ฝุ่นละอองในโรงงานมีปริมาณมาก และฝุ่นเหล่านั้นถูกดูดเข้าไปในหัวตัดและเกาะติดอยู่กับหัวฉีดและเลนส์

วิธีลดการสึกหรอของหัวฉีดและยืดอายุการใช้งาน?

1. การใช้งานมาตรฐาน:

• ดำเนินการตรวจสอบขอบเขตและระดับความสูงอย่างถูกต้อง เพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างที่ปลอดภัย
• ควรใช้กำลังและระดับความสูงในการระเบิดที่เหมาะสม (ถ้ามี) ในระหว่างการเจาะรู
• ค่อยๆ ทำอย่างระมัดระวัง ใช้เครื่องมือพิเศษ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ขันแน่นและอยู่ตรงกลางระหว่างการติดตั้ง

2. การปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสม:

• เลือกชนิดและขนาดของหัวฉีดตามวัสดุและความหนาอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ (หลักการทั่วไป: รูเล็กสำหรับแผ่นบาง รูใหญ่สำหรับแผ่นหนา ชั้นเดียวสำหรับการตัดด้วยออกซิเจน สองชั้นสำหรับการตัดด้วยไนโตรเจน)
• ปรับค่าความดันอากาศ กำลัง ความเร็ว ความสูงของหัวฉีด และพารามิเตอร์อื่นๆ ให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดตะกรันและพลาสมามากเกินไป

3. เสริมสร้างการบำรุงรักษา:

• การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ: ตรวจสอบหน้าตัดปลายหัวฉีดและรูเปิดทุกกะหรือเมื่อเปลี่ยนวัสดุ และใช้แท่งกำหนดศูนย์กลาง (เครื่องมือกำหนดศูนย์กลาง) เพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ตรงกลางอย่างถูกต้อง
• การทำความสะอาดเป็นประจำ: ใช้เครื่องมือทำความสะอาดหัวฉีดโดยเฉพาะและวัสดุอ่อนนุ่ม (เช่น ไม้จิ้มฟัน ผ้าไม่ทอ) ในการทำความสะอาดรูด้านในและพื้นผิวปลายหัวฉีด ห้ามใช้เครื่องมือโลหะในการขูดอย่างเด็ดขาด
• การเปลี่ยนหัวฉีดให้ทันเวลา: เมื่อพบว่าหัวฉีดมีร่องรอยความเสียหายที่เห็นได้ชัด (รอยบิ่น รอยรูปไข่ ผนังด้านในขรุขระ) หรือคุณภาพการตัดยังคงไม่คงที่ ควรเปลี่ยนหัวฉีดทันที

4.ความปลอดภัยของสภาพแวดล้อมการทำงาน:

• ใช้ก๊าซตัดแห้งที่มีความบริสุทธิ์สูง
• รักษาบริเวณที่ตัดและแผ่นกระดาษให้สะอาดอยู่เสมอ
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารางนำทางของเครื่องมือกลมีความเสถียร และลดการสั่นสะเทือนของหัวตัด

สรุป:การสูญเสียที่หัวฉีดเป็นผลมาจากปัจจัยหลายประการ การทำงานที่เป็นมาตรฐาน การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ การบำรุงรักษาอย่างละเอียด และการเลือกใช้วัสดุสิ้นเปลืองคุณภาพสูง จะช่วยลดการสูญเสียที่ผิดปกติ และควบคุมต้นทุนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งรับประกันคุณภาพการตัด