Lazer kesim plakalarında meydana gelebilecek sorunlar

Lazer kesimde, iş parçasının alt kısmında biriken talaş, kesim yüzeyinin alt ucundaki kıvrımlar, dik açıların/keskin köşelerin aşırı yakılması ve pürüzlü kesim yüzeyi gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Aşağıda bu sorunların nedenleri ve çözümleri sistematik olarak ele alınacaktır.

Temel sorunların giderilmesine genel bakış

Problem 1: İş parçasının alt kısmında biriken tortu (sarkan cüruf)

Sebep analizi: Lazer malzemeyi erittikten sonra, yardımcı gaz tarafından kesiğin altından zamanında ve tamamen uzaklaştırılamaması, yoğunlaşmasına ve asılı cüruf oluşmasına neden olur. Bu esasen enerji ve gaz dengesiyle ilgili bir durumdur.

Çözüm:

1. Gaz parametrelerini optimize edin:

• Basınç; Paslanmaz çelik, alüminyum alaşımı vb. malzemelerde yüksek saflıkta yardımcı gaz olarak azot kullanıldığında, oksidasyonsuz kesim ve cürufun uzaklaştırılması için basınç yeterince yüksek olmalıdır (örneğin, 1,6 MPa veya daha fazla). Karbon çeliği için oksijen kullanıldığında ise basınç orta düzeyde olmalıdır; çok yüksek basınç reaksiyonu yoğunlaştırarak pürüzlü cüruf oluşumuna neden olur.
• Saflık ve tür: Gaz saflığının (özellikle azotun %99,9'dan fazla olması gerekir) sağlanması için oksijen saflığının da %99,5'ten fazla olması gerekir.

2. Işın odağını kalibre edin:

• En yaygın neden odak pozisyonundaki sapmadır. Odak kalibrasyonu yapın ve odak pozisyonunu yukarı ve aşağı doğru ince ayar yapmayı deneyin. Genellikle, odağı biraz aşağıya (malzemenin derinliklerine) indirmek, alt kesim kalitesini iyileştirmeye yardımcı olur.

3. Gücü ve hızı ayarlayın.

• Çok yüksek hız veya çok düşük güç, kesmeye ve yumuşak sarkık cüruf oluşumuna yol açar; çok düşük hız veya çok yüksek güç ise aşırı erimeye ve sert ve kırılgan sarkık cüruf oluşumuna yol açar. Sac kalınlığına uygun en iyi güç-hız kombinasyonunu bulmak gereklidir.

4. Memeyi kontrol edin ve gerekirse değiştirin:

• Hasarlı, deforme olmuş veya uyumsuz nozulların kullanılması hava akışını bozabilir. Nozulun orta deliğinin yuvarlak olup olmadığını kontrol edin ve plakanın kalınlığına göre uygun çapta bir nozul seçin (genellikle kalın plakalar için büyük çap, ince plakalar için küçük çap).

Problem 2: Alt kıvrımları (şeritler/aşırı kesim) kesin.

Sebep analizi: Bu, tipik bir aşırı yanma olayıdır. Aşırı ısı girişi nedeniyle malzeme aşırı derecede erir veya hatta buharlaşır ve kesim bölümünün alt yarısında pürüzlü, kırışıklık benzeri çizgiler oluşturur.

Çözüm:

• Birincil ayarlama: Kesme hızını artırın. Hızın çok düşük olması ana nedendir; hızı artırmak, lazerin birim alandaki çalışma süresini azaltabilir ve ısı birikimini önleyebilir.
• Lazer gücünü azaltın. Hız daha fazla artırılamıyorsa veya kaldırma işlemi kesmeye yol açıyorsa, toplam ısı girişini azaltmak için güç uygun şekilde azaltılmalıdır.
• Odak konumunu ayarlayın. Enerjinin daha yoğun hale gelmesi ve ısıdan etkilenen bölgenin azalması için odak konumunu biraz aşağıya indirmeyi deneyin.
• Yardımcı gaz basıncını kontrol edin ve gerekirse azaltın. Özellikle karbon çeliği kesiminde oksijen kullanıldığında, çok yüksek oksijen basıncı, "yanma hızlandırıcı" gibi davranarak oksidasyon reaksiyonunu şiddetlendirecek ve aşırı ısı üretecektir. Hava basıncını uygun şekilde düşürmek beklenmedik etkilere yol açabilir.

Problem 3: Dik Açı/Keskin Yanık

Sebep analizi: Lazer kesme kafasının hızı düz bir çizgide hareket ederken sabittir, ancak dik açı veya keskin açıyla kesim yaparken yavaşlaması, dönmesi ve tekrar hızlanması gerekir. Köşede hız düşüşü, lazerin bekleme süresinin uzamasına ve ısının hızla birikmesine neden olarak keskin köşenin aşınmasına yol açar.

Çözüm:

1. Yuvarlak köşe geçişi kullanın (en etkili yöntem):

• Çizim tasarım aşamasında, keskin köşe küçük yuvarlak bir köşeye (R köşe) dönüştürülür. 0,5 mm yarıçaplı küçük bir yuvarlatma bile kesme başlığının geçişini sorunsuz hale getirebilir, hızdaki ani değişiklikleri önleyebilir ve aşırı yanmayı etkili bir şekilde engelleyebilir.

2. Köşe işleme fonksiyonunu (parlak köşe fonksiyonu) kullanın:

• Modern lazer kesim sistemlerinde "köşe güç kontrolü" veya "parlak köşe" fonksiyonu bulunur. Bu fonksiyon şunları yapabilir:
• Köşe algılandığında lazer gücü otomatik olarak azaltılır.
• Veya parçalı kesim kullanın, köşede lazeri kısa süreliğine kapatın ve iki parça halinde kesin.
• Bu özelliği etkinleştirmek ve hata ayıklamak için lütfen cihazınızın işletim sistemi kılavuzuna başvurun.

3. Köşede kesme hızını azaltın:

• İşlem parametre tablosunda, köşe kesme hızı doğrusal hızdan daha düşük olacak şekilde ayrı olarak ayarlanır, ancak bu, güç azaltımıyla birlikte kullanılmalıdır.

Problem 4: Pürüzlü kesim yüzeyi (dikey damar)

Sebep analizi: Kesim yüzeyinde belirgin, düzgün olmayan dikey çizgiler görülmesi genellikle enerji dengesizliği veya parametre uyumsuzluğundan kaynaklanır ve malzemenin düzensiz erime durumuna yol açar.

Çözüm:

• Odak konumunun doğru ve sabit olduğundan emin olun: Bu, düzgün bir kesim yüzeyi elde etmek için en kritik faktördür. Odaktaki küçük bir değişiklik, kesit çizgilerinde büyük bir farka yol açacaktır. Odaklama merceğini temizleyin ve kalibre edin, böylece odak sabit kalır.
• Yüksek saflıkta yardımcı gaz kullanın: Gazdaki safsızlıklar, erimiş metalin akış ve soğutma sürecini etkileyerek pürüzlü yüzeylere neden olabilir.
• Kesme hızını optimize edin: Dengesiz hız veya yanlış ayar, erimiş metalin soğuma sürecinde düzensiz şeritler oluşturmasına neden olur. Sürekli ve düzgün talaşlar üreten istikrarlı bir hız bulun.

Ekipmanın stabilitesini kontrol edin:

• Kılavuz ray düzgün mü? Ekipmanın titreşimi doğrudan kesme yüzeyine yansıyacaktır.
• Nozul, ışınla aynı eksende mi? Farklı eksenlerdeki hava akışı, kesit asimetrisine ve pürüzlülüğüne neden olabilir.
• Optik lensler temiz mi yoksa hasarlı mı? Kirlenmiş lensler lazer enerjisini dağıtarak zayıf kesimlere ve pürüzlü bölümlere neden olabilir.

Genel Temel Kontrol Listesi

Parametrelerde ince ayarlar yapmadan önce, aşağıdaki temel kontrolleri mutlaka gerçekleştirin:

1. Optik mercek:Netleme merceğinin ve koruyucu merceğin temiz olup olmadığını, kirlilik, su lekesi veya hasar olup olmadığını kontrol edin.

2. Meme hizalaması:Lazer ışınının nozülün merkezinden kusursuz bir şekilde geçmesini sağlayın.

3. Gaz ve gaz devresi:Gaz devresinde sızıntı olmadığını ve gaz türü ile saflığının doğru olduğunu teyit edin.

4. Malzeme:Plakanın yüzeyinin temiz, oksit tabakası ve yağ içermediğinden ve malzemenin homojen olduğundan emin olmak.

Özet ve Öneriler

Lazer kesim, çok parametreli bir sinerjiye sahip hassas bir işlemdir. Sorunu çözmenin anahtarı, "bir seferde yalnızca bir değişkeni değiştirmek" ve sorunun temel nedenini belirlemek için kayıt tutmaktır.