Alüminyum levha lazerle kesilirken yapışan cüruf sorununu nasıl çözebilirim?

Alüminyumun lazer kesiminde oluşan cüruf (asma cüruf veya atık cüruf olarak da bilinir), esas olarak alüminyumun yüksek ısı iletkenliği, düşük erime noktası, kolay oksidasyonu ve erimiş haldeki viskozitesi gibi özelliklerinden kaynaklanan yaygın bir sorundur. Bu sorunu sistematik olarak çözmek için gaz, parametreler, malzemeler, ekipman ve prosesin optimize edilmesi gerekmektedir. Aşağıda kapsamlı bir çözüm seti sunulmaktadır:

Temel unsur: yardımcı gaz seçimi ve optimizasyonu (bu en önemli kısımdır)

1. Yüksek saflıkta azot tercih edilir.

• Prensip: İnert bir gaz olan azot, alüminyum eriyiğinin oksidasyonunu etkili bir şekilde önleyebilir ve alüminyum oksit (Al₂O₃) yapışkan kalıntısının oluşumunu azaltabilir. Aynı zamanda, yüksek basınçlı azot, erimiş alüminyum sıvısını yanlara doğru birikmek yerine, yarıktan aşağı doğru üfleyebilir.
• Saflık gereksinimi: ≥ %99,99 (%99,995 veya üzeri önerilir). Saflık eksikliği, cüruf yapışmasının başlıca nedenlerinden biridir.
• Basınç gereksinimleri: Plaka kalınlığına göre ayarlanır, genellikle daha yüksektir (örneğin 3 mm alüminyum plakayı keserken 1,5-2,0 MPa). Yetersiz basınç, erimiş malzemenin etkili bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlamaz.

2. Yüksek kaliteli basınçlı hava (ekonomik alternatif)

• Uygulanabilir senaryolar: Yüzey kalitesi gereksinimlerinin yüksek olmadığı veya ince alüminyum levhaların (örneğin ≤ 3 mm) kaba işlenmesi.
• Gerekli koşullar:
• Havanın su ve yağdan arındırılmış olmasını sağlamak için yüksek verimli soğutmalı kurutucular ve hassas filtrelerle donatılmış olması gerekir. Nem ve yağ, alüminyum oksidasyonunu ve cüruf yapışmasını şiddetlendirecektir.
• Basıncın yeterince sabit olması gerekir.

3. Oksijen (özel amaçlı)

• Prensip: Oksidasyon reaksiyonunu kullanarak ilave ısı sağlanır ve kesme hızı artırılır. Bununla birlikte, kaçınılmaz olarak büyük miktarda pürüzlü ve sert alümina cürufu oluşacaktır; bu da genellikle cüruf yapışması gerektirmeyen kesimler için önerilmez, yalnızca çok düşük yüzey gereksinimleri veya sonraki işlemler gerektiren durumlar için uygundur.

kesme parametresi optimizasyonu

Sistem hata ayıklaması için parametreler gaz ile eşleştirilmelidir.

1. Güç ve hız dengesi:

• Güç çok yüksek/hız çok düşük: Aşırı enerji, alüminyumun aşırı erimesine neden olur, erimiş havuz büyür, gazın üflenmesi zorlaşır ve altta küresel bir cüruf oluşur.
• Güç çok düşük/çok hızlı: Yetersiz enerji nedeniyle malzeme kesilemiyor veya alt kısım çok hızlı soğuyor, eriyik üflenmeden önce kenarda katılaşıyor.
• Hata ayıklama yöntemi: Önerilen parametreler temelinde, en az cüruf oluşumunu sağlayan ve en uygun noktayı bulmak için hız merdiveni testi gerçekleştirilir.

2. Frekans ve görev döngüsü:

• Frekansı düşürmek ve çalışma döngüsünü ayarlamak, ısı girişini kontrol etmeye ve alt kısmın aşırı ısınmasını azaltmaya yardımcı olabilir. İnce plakalar için daha yüksek frekanslar kullanılabilir.

3. Odak noktası:

• Odak noktasını biraz azaltarak (negatif odak dışı bırakma) enerjinin plakanın alt yarısında daha yoğunlaşmasını sağlayın; bu, erimiş malzemenin alttan dışarı atılmasına yardımcı olur. Bu, altta asılı kalan cürufu iyileştirmenin etkili bir yoludur. Gerçek duruma göre ince ayar yapılması gerekir.

Ekipman ve Sarf Malzemeleri Durumu

1. Meme muayenesi ve seçimi:

• Durum: Meme ucunun aşınma, deformasyon ve merkezden merkeze doğru hizalama sorunlarından arınmış olduğundan emin olun. Aşınmış bir meme ucu, hava akışının türbülanslı olmasına ve cüruf üflemesinin zayıf olmasına neden olur.
• Çap: Genellikle yüksek basınçlı nitrojen ile daha büyük çaplı bir nozul (örneğin φ2,0 mm veya üzeri) kullanılır; bu, daha güçlü ve daha geniş bir hava akışı bariyeri oluşturabilir.

2. Işın kalitesi:

• Lazer başlığı merceğinin (odaklama aynası, koruyucu ayna) temiz ve kirlilikten arındırılmış olduğundan ve ışın enerjisi dağılımının düzgün ve yoğun olduğundan emin olun.

Malzeme ve işlem hazırlığı

1. Alüminyum levhanın yüzeyi ve malzemesi:

• Temizleme: Kesim işleminden önce alüminyum levhanın yüzeyindeki yağ, toz ve oksit tabakasını temizleyin. Özel alüminyum alaşım temizleme maddesi kullanılabilir.
• Alaşım kalitesi: Farklı alüminyum alaşımlarının performansı farklıdır. Genellikle 5 serisi (örneğin 5052) 6 serisine (örneğin 6061) göre daha iyi kesim performansı ve daha az yapışkan cüruf oluşturur. Silikon, magnezyum ve diğer yüksek elementli alaşımların viskozitesi daha yüksektir.
• Oksit tabakası: Plakanın yüzeyinde kalın bir oksit tabakası varsa, hafifçe parlatılabilir veya asitle temizlenebilir.

2. Çalışma mesafesi:

• Meme ile plaka arasındaki mesafenin sabit ve uygun olduğundan emin olun (genellikle 0,5-1,5 mm). Çok yüksek olması gaz basıncını zayıflatacaktır.

3. Delik açma ve kurşun:

• Delme işlemi sırasında yüzeyde sıçrama birikmesini önlemek için delme parametrelerini optimize edin.
• İş parçasının konturunun başlangıcında cüruf birikmesini önlemek için dış hatlar veya ark hatları kullanın.

Kesik sonrası tedavi (iyileştirici işlem)

Hâlâ az miktarda cüruf kalıntısı varsa, aşağıdaki önlemler alınabilir:

1. Fiziksel olarak uzaklaştırma:Elle temizlemek için kazıyıcı, paslanmaz çelik fırça veya ovma pedi kullanın. Kalın plakalardaki sert cüruf için, özel naylon tekerlekli küçük bir açılı taşlama makinesi gerekebilir.

2. Kimyasal temizlik:Özel alüminyum temizleme sıvısı veya seyreltilmiş alkali çözelti ile daldırma yöntemiyle silme işlemi, yapışkan cürufun bir kısmını çözebilir. Güçlü asit ve alkalilerden kaçınmayı unutmayın ve işlemden sonra mutlaka suyla iyice durulayın ve kurulayın.

3. Kum püskürtme:Seri üretim parçalar için veya düzgün mat bir yüzey gerektiren durumlarda, kumlama işleminde ince kum (örneğin cam boncuklar) kullanılabilir.

Yukarıdaki sistematik araştırma ve optimizasyon sayesinde, alüminyum levhaların lazer kesiminde cüruf yapışma problemi etkili bir şekilde kontrol edilerek yüksek kaliteli kesim elde edilebilir. Buradaki kilit nokta, "yüksek saflıkta gazın etkili bir şekilde uzaklaştırılması"nın temel unsur olduğunu ve diğer tüm parametrelerin bu temel unsur etrafında koordine edildiğini anlamaktır.