สาเหตุที่ทำให้เกิดเศษโลหะติดและอุดตันหัวฉีดระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์คืออะไร?

ปัญหาที่พบได้บ่อยในการตัดด้วยเลเซอร์คือการอุดตันของหัวฉีดด้วยเศษโลหะ ซึ่งโดยปกติเกิดจากหลายปัจจัยร่วมกัน สาเหตุหลักและการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบมีดังต่อไปนี้:

การวิเคราะห์เหตุผลหลัก

1. ปัญหาเกี่ยวกับก๊าซเสริม

• แรงดันอากาศไม่เพียงพอ: แรงดันแก๊สไม่เพียงพอที่จะพัดเอาตะกรันออกไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ตะกรันกระเด็นขึ้นด้านบนและเกาะติดกับผนังด้านในของหัวฉีด
• ก๊าซไม่บริสุทธิ์/ผิดประเภท: เมื่อตัดสแตนเลสหรืออลูมิเนียมด้วยอากาศอัดที่มีความชื้นหรือสิ่งเจือปน จะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและเกิดตะกรันเหนียวได้ง่าย ไม่ควรใช้ก๊าซออกซิเจนเมื่อตัดเหล็กกล้าคาร์บอน (เพื่อช่วยในการเผาไหม้) หรือไม่ควรใช้ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงเมื่อตัดสแตนเลส/อลูมิเนียม (เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน)
• การไหลของก๊าซไม่คงที่: ระบบจ่ายก๊าซรั่ว ท่อส่งก๊าซยาวเกินไป หรือวาล์วควบคุมแรงดันก๊าซเสีย

2. พารามิเตอร์ของวัสดุและกระบวนการไม่ตรงกัน

ประเด็นสำคัญ:

• พื้นผิวมีคราบสกปรก สนิม หรือคราบไขมันเกาะอยู่
• ส่วนประกอบของวัสดุไม่สม่ำเสมอ (เช่น ปริมาณซิลิคอนสูงในโลหะผสมอะลูมิเนียม)
• แผ่นโลหะหนาเกินไปและเกินขีดจำกัดของอุปกรณ์

การตั้งค่าพารามิเตอร์ไม่ถูกต้อง:

• กำลังไฟต่ำเกินไป/ความเร็วช้าเกินไป: พลังงานที่ป้อนเข้าไม่เพียงพอ การระเหยของวัสดุไม่สมบูรณ์ การเกิดตะกรันเหนียว
• การชดเชยตำแหน่งโฟกัส: โฟกัสสูงหรือต่ำเกินไป ส่งผลให้ความหนาแน่นของพลังงานไม่เพียงพอและการตัดไม่ดีเท่าที่ควร
• พารามิเตอร์การเจาะรูไม่ถูกต้อง: ตะกรันกระเด็นอย่างรุนแรงระหว่างการเจาะรู ไม่ได้ใช้วิธีเจาะรูแบบค่อยเป็นค่อยไป หรือไม่มีระบบป้องกันการหน่วงเวลา

3. สถานะของอุปกรณ์และหัวฉีด

• ความเสียหายหรือการสึกหรอของหัวฉีด: รูหัวฉีดขยายใหญ่ขึ้น ผิดรูป หรือผนังด้านในขรุขระ ทำให้การไหลของอากาศผิดปกติ
• ระยะห่างระหว่างหัวฉีดกับแผ่นโลหะไม่เหมาะสม: ระยะห่างมากเกินไป (ทำให้เกิดการแพร่กระจายของก๊าซ) หรือน้อยเกินไป (ทำให้ชนกันและเศษโลหะกระเด็นได้ง่าย)
• มลภาวะในระบบออปติก: มลภาวะที่เลนส์โฟกัสทำให้ลำแสงกระจายตัวและลดความหนาแน่นของพลังงานลง
• ระบบระบายความร้อนขัดข้อง: หัวเลเซอร์ร้อนเกินไป ส่งผลต่อคุณภาพลำแสงและความเสถียรของก๊าซ

4. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและการดำเนินงาน

• ฝุ่นละอองในอากาศ: คุณภาพอากาศในโรงงานไม่ดี และฝุ่นละอองเข้าไปในหัวฉีดพร้อมกับกระแสลม
• ลำดับการตัดที่ไม่เหมาะสม: การเจาะรูเล็กๆ อย่างต่อเนื่อง การตัดมุมแหลม และส่วนอื่นๆ ที่แหลมคม ทำให้เกิดการสะสมความร้อน

การตรวจสอบและแก้ไขอย่างเป็นระบบ

ขั้นตอนที่ 1: ตรวจสอบระบบแก๊ส

• ใช้เกจวัดแรงดันเพื่อตรวจสอบว่าแรงดันอากาศที่ปลายหัวฉีดตรงตามข้อกำหนดของวัสดุหรือไม่ (ตัวอย่างเช่น ต้องใช้แรงดัน 1.2-1.5 บาร์ สำหรับการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนหนา 8 มม.)
• ตรวจสอบความบริสุทธิ์ของแหล่งก๊าซ: ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนจะต้องเป็นไปตามนี้≥99.99 (สำหรับการตัดสแตนเลส) และความบริสุทธิ์ของออกซิเจนจะต้องเป็นไปตามนี้≥99.95 (สำหรับตัดเหล็กกล้าคาร์บอน)
• ตรวจสอบว่าท่ออากาศงอหรือรั่วหรือไม่ และตัวกรองจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือไม่

ขั้นตอนที่ 2: ปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสม

• ปรับกำลังไฟและความเร็ว: โปรดดูตารางพารามิเตอร์ความหนาของวัสดุสำหรับการทดลองตัดและการปรับเทียบ ตัวอย่างเช่น: การตัดสแตนเลสหนา 2 มม. กำลังไฟที่แนะนำคือ 1500 วัตต์ ความเร็ว 25 เมตร/นาที และแรงดันไนโตรเจน 1.5 บาร์
• การปรับโฟกัสให้เหมาะสม: ใช้แผ่นทดสอบโฟกัสเพื่อหาตำแหน่งโฟกัสที่ดีที่สุด (โดยปกติจะอยู่ต่ำกว่าพื้นผิวของวัสดุประมาณ 1/3 ของความหนา)
• การเจาะรูที่เหมาะสมที่สุด: แผ่นหนาใช้การเจาะรูแบบไล่ระดับ และตั้งค่าการเป่าลมหน่วงเวลาไว้ที่ 0.5-1 วินาที

ขั้นตอนที่ 3: การบำรุงรักษาอุปกรณ์

• เปลี่ยนหัวฉีด: ตรวจสอบว่ารูหัวฉีดกลมหรือไม่ แนะนำให้ทำความสะอาดก่อนเริ่มงานทุกครั้ง และเปลี่ยนหัวฉีดมาตรฐานทุก 40 ชั่วโมง
• ทำความสะอาดระบบเลนส์: เช็ดเลนส์ด้วยเอทานอลบริสุทธิ์เป็นประจำ (ตรวจสอบทุกวัน)
• ปรับเทียบเซ็นเซอร์วัดความสูง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะห่างระหว่างหัวฉีดกับแผ่นฐานคงที่ (โดยปกติ 0.8-1.5 มม.)

ขั้นตอนที่ 4: การจัดการวัสดุและการดำเนินงาน

• ทำความสะอาดพื้นผิวแผ่นกระดาษก่อนตัด
• ควรต่อสายไฟเพิ่มเมื่อทำการตั้งโปรแกรมเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดประกายไฟโดยตรงจากภายในวัสดุ
• สำหรับวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง (เช่น ทองแดงและอลูมิเนียม) ควรใช้สารเคลือบป้องกันแสงสะท้อนหรือหัวตัดแบบพิเศษ

รายการมาตรการป้องกัน

1. ตรวจสอบประจำวัน: แรงดันแก๊ส ความสะอาดของเลนส์ การสึกหรอของหัวฉีด

2. การบำรุงรักษาประจำสัปดาห์:ทำความสะอาดแผ่นกรองอากาศและปรับความสูงของหัวตัดให้เหมาะสม

3. การจัดการพารามิเตอร์: สร้างฐานข้อมูลพารามิเตอร์วัสดุ และทำการตรวจสอบการตัดทดลองก่อนตัดแผ่นโลหะหนา

4. การควบคุมสิ่งแวดล้อม: โรงงานมีอุปกรณ์กำจัดฝุ่นเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิและความชื้นให้คงที่ (อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส)±5 ℃ความชื้นสัมพัทธ์ <60%

การรักษาฉุกเฉินอย่างรวดเร็ว

หากเกิดการปิดปากขึ้น:

• 1. หยุดการตัดทันทีและทำความสะอาดหัวฉีด
• 2. ตรวจสอบคุณภาพของรอยตัด: หากรอยตัดไม่เรียบและมีเศษโลหะ ให้ปรับค่าพารามิเตอร์ก่อนดำเนินการต่อ
• 3. สามารถใช้เวลาสั้นๆ ในการทำความสะอาดเข็มแบบพิเศษได้ ส่วนเวลาเปลี่ยนหัวฉีดและตรวจสอบเลนส์อย่างจริงจังนั้นควรใช้เวลานาน

จากการตรวจสอบอย่างเป็นระบบข้างต้น ปัญหาการเกาะติดของตะกรันและการอุดตันมากกว่า 90% สามารถแก้ไขได้ กุญแจสำคัญคือการรักษาเสถียรภาพของอุปกรณ์ ความบริสุทธิ์ของก๊าซ และการจับคู่พารามิเตอร์ ขอแนะนำให้จัดทำบันทึกการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเพื่อลดความล้มเหลวตั้งแต่ต้นเหตุ