Çelik levhaları lazerle keserken parlak ve cilalı kenarlar nasıl elde edilir?

Çelik levhaları (tipik olarak karbon çeliği) lazerle keserken oksitsiz, yüksek yansıtıcı bir kesim yüzeyi (‘‘parlak yüzey kesimi’’ olarak bilinir) elde etmenin anahtarı, kesim işlemi sırasında oksidasyonu tamamen önlemektir.Ve erimiş malzemeyi tamamen uzaklaştıran, hassas ayarlanmış kesme parametrelerini kullanmak gerekir. Sıradan hava ile kesme, oksit tabakasıyla kaplı pürüzlü, gri bir yüzey oluşturacaktır. Parlak bir yüzey elde etmek için şu temel adımları ve prensipleri izleyin:

Temel İlke

Parlak yüzey kesiminin özü, "oksidasyon kesimi"nden ziyade "eritme kesimi"dir.

Oksidasyon kesimi (normal hava): Yardımcı gaz olarak oksijen kullanılır, demir ve oksijen arasında yoğun ekzotermik reaksiyon (yanma) meydana gelir, büyük miktarda demir oksit cürufu oluşur, kesim yüzeyi pürüzlü ve gri-siyah renktedir.

Ergitme kesimi (ayna yüzeyli kesim): Yardımcı gaz olarak yüksek saflıkta azot (N2) veya argon (Ar) kullanılır. İnert gaz oksijenden izole edilir, lazer sadece metali eritir ve yüksek basınçlı gaz, saf metal çözeltisini uzaklaştırarak oksidasyon olmadan gümüş parlaklığında bir yüzey elde edilmesini sağlar.

Parlak yüzey kesimi elde etmenin temel unsurları ve adımları

1. Yardımcı gaz: Yüksek saflıkta azot kullanılmalıdır.

• Saflık gereksinimleri: ≥ %99,99 (genellikle 4 dokuz veya daha yüksek). Yetersiz saflık, yüzey kalitesini etkileyen eser miktarda oksidasyona neden olabilir.
• Basınç gereksinimleri: çok yüksek. Plakanın kalınlığına bağlı olarak, genellikle 15-20 bar (yaklaşık 1,5-2,0 MPa) veya daha yüksek sabit bir basınca ihtiyaç duyulur. Büyük debili sıvı azot tankı veya azot jeneratörü kullanılması gerekir, sıradan hava kompresörü bu ihtiyacı karşılayamaz.
• İşlevi: Erimiş metali üfleyerek uzaklaştırmak, kesim yerini soğutmak, oksijeni izole etmek.

2. Lazer gücü ve modu: Yüksek güç ve yüksek kaliteli ışın gereklidir.

• Güç gereksinimleri: Parlak yüzey kesimi genellikle daha yüksek lazer gücü gerektirir. Örneğin, 6 mm kalınlığındaki karbon çeliği parlak yüzey kesimi için 4000 W'lık bir lazer kullanmak, aynı kalınlıktaki sıradan levhaların kesiminden daha kolay ve etkili olacaktır. Yetersiz güç, kesim hızının çok yavaş olmasına ve ısı birikmesine neden olarak kaliteyi etkileyecektir.
• Işın kalitesi: Tek modlu lazer veya yarı tek modlu lazer, daha yoğun enerji yoğunluğu, daha küçük nokta ve çok modlu lazere göre parlak yüzey kesiminde doğal avantajlara sahip olduğundan, daha ince ve daha parlak bir kesit elde edilebilir.

3. Kesme parametreleri: ince ayar

Aşağıdaki parametreler, ekipmana ve gaz koşullarına göre hassas bir şekilde optimize edilmelidir:

• Kesme hızı: Oksijenle kesmeye kıyasla hız önemli ölçüde azalacaktır. Hız çok yüksek olursa, eriyik temiz bir şekilde dışarı atılamaz ve arkada cüruf kalır; hız çok düşük olursa, ısı girişi çok fazla olur ve plaka aşırı ısınarak renk değiştirebilir.

Meme seçimi ve yüksekliği:

• Meme çapı: Genellikle, yüksek basınç ve büyük nitrojen akışına uyum sağlamak ve hava akışının istikrarlı olmasını ve tüm yarığı kaplamasını sağlamak için daha büyük bir meme çapı (örneğin φ3mm veya φ4mm) seçilir.
• Meme yüksekliği: Hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir, genellikle iyi bir hava perdesi koruması oluşturmak için oksijenle kesim yaparken olduğundan biraz daha yüksek olmalıdır.
• Odak noktası konumu: Odak noktası genellikle plakanın yüzeyine veya biraz altına ayarlanır ve en dar ve en parlak yarığı elde etmek için en iyi konumun deneysel olarak belirlenmesi gerekir.
• Tepe güç/frekans modülasyonu: Bazı daha kalın plakalar için, uygun darbeli kesme modunun kullanılması, daha iyi parlak yüzey etkisi elde etmek için ısı girişini kontrol etmeye yardımcı olur.

4. Yönetim kurulu gereksinimleri

• Yüzey temizliği: Plakanın yüzeyindeki yağ, pas ve kaplama, kesme etkisini etkileyeceğinden önceden temizlenmelidir.
• Düzgün malzeme: Düzensiz malzeme, tutarsız parıltı efektlerine neden olur.

Operasyon süreci özeti

1. Hazırlık:Yüksek saflıkta nitrojen ve yüksek basınçlı gaz besleme sistemi kullandığınızdan emin olun. Levha yüzeyini temizleyin.

2. Meme ucunu seçin:Azot yüksek basınçlı kesim için uygun, geniş çaplı bir nozul takın (örneğin φ3mm).

3. Parametrelerin ayarlanması:Kesme kontrol yazılımında “Nitrojenle kesme” veya “Parlak yüzey kesme” modunu seçin. Sac malzemesini (karbon çelik) ve kalınlığını girin.

4. Referans ayarlamasının temel noktaları:

• Yardımcı gaz olarak N2 ayarı yapıldı.
• Gaz basıncı yüksek basınç aralığına ayarlanır (örneğin, 6 mm karbon çelik için önce 18 bar'dan başlayarak deneyin).
• Kesme hızını önemli ölçüde azaltın (oksijenle kesme işleminde, kalınlığın 1/3 ila 1/2'si kadar bir hız kullanılabilir).
• Odak noktasını ve püskürtme yüksekliğini uygun şekilde ayarlayın.

5. Deneme kesimi ve optimizasyon:Öncelikle deneme kesimi için küçük grafikler veya artık kumaş parçaları kullanın. Gözlem bölümü:

• Üst kısım parlak, alt kısım ise siyah veya sarkık cüruf şeklinde ise; bu durum çok hızlı veya yetersiz hava basıncından kaynaklanıyor olabilir.
• Eğer tüm bölüm sararmış veya oksitlenmişse: azotun saflığı yeterli değil veya basınç çok düşük ve oksijen karışmış demektir.
• Kesim şeffaf değilse veya cüruf çok fazla yapışmışsa: yetersiz güç, çok hızlı çekim veya yanlış odaklama konumu söz konusudur.

6. Resmi kesim:Parametre optimizasyonunun tamamlanmasının ardından, resmi kesim işlemi gerçekleştirilir.

Dikkate Alınması Gerekenler ve Sınırlamalar

• Daha yüksek maliyet:Yüksek saflıkta azotun büyük miktarda tüketilmesi, kesme hızının yavaş olması ve birim maliyetinin oksijenle kesmeye göre çok daha yüksek olması gibi dezavantajlar bulunmaktadır.
• Kalınlık sınırı:Kalınlık arttıkça parlak yüzey etkisi kötüleşir. Genellikle orta ve ince (1-12 mm) karbon çelik levhalarda en iyi sonucu verir. Levha kalınlığı ekipmanın kapasitesini aştığında, mükemmel parlak bir yüzey elde etmek zordur.
• Gerekli ekipmanlar:Lazer gücü, ışın kalitesi, makine stabilitesi ve gaz besleme sistemi daha yüksek gereksinimlere sahiptir.
• Ana uygulama:Asansör panelleri, hassas mekanik parçalar, dekoratif parçalar vb. gibi iş parçalarının görünüm, kaynak ve püskürtme kalitesi gereksinimlerini karşılamak ve sonradan yapılan taşlama işleminden kaçınmak için kullanılır.

Basitçe söylemek gerekirse, parlak yüzeyi kesmek için üç unsuru hatırlayın: yüksek basınç ve yüksek saflıkta nitrojen, yüksek güç ve iyi ışın, düşük hızda ince ayar parametreleri.Belirli bir model ve kalınlık için temel parametre tablosunu ekipman üreticisinden temin etmeniz ve bunu sahada ince ayar yapmak için temel olarak kullanmanız önerilir.