Як вирішити проблему задирок, що утворюються під час лазерного різання металу

Задирки, що утворюються під час лазерного різання листового металу, є поширеною проблемою процесу, яка зазвичай свідчить про те, що процес різання не є оптимальним. Щоб систематично вирішити цю проблему, необхідно перевіряти та регулювати різні параметри, такі як обладнання, матеріали, параметри процесу та допоміжні гази.

Основний напрямок оптимізації та конкретні заходи

1. Оптимізація параметрів процесу (для вуглецевої сталі та інших матеріалів)

• Потужність лазера: недостатня потужність є однією з основних причин появи задирок. Відповідне збільшення потужності може забезпечити повне розплавлення металу. Однак слід зазначити, що занадто висока потужність може призвести до підгоряння пластини або утворення шлаку.
• Швидкість різання: швидкість занадто висока, підведена лазерна енергія недостатня, матеріал не повністю розплавлений, і повітряний потік роздуває його у вигляді задирок; якщо швидкість занадто повільна, горіння буде сильним, і шлак прилипне. Встановіть найкращу швидкість, яка відповідає потужності та товщині пластини. Зазвичай спочатку можна перевірити параметри. Положення фокуса: неправильне фокусування призведе до недостатньої щільності енергії. Перевірте фокус, щоб знайти найбільш підходяще положення для поточної товщини пластини (зазвичай під час різання вуглецевої сталі фокус знаходиться на поверхні пластини або трохи нижче).

2. Переконайтеся, що допоміжний газ знаходиться в найкращому стані (найважливіший фактор)

• Тип і чистота газу:
• Різання вуглецевої сталі: необхідно використовувати кисень високої чистоти (≥ 99,95%). Кисень бере участь в екзотермічній реакції, сприяючи згорянню та видуванні шлаку. Недостатня чистота суттєво вплине на якість різання та оксидний шар на перерізі.

Різання нержавіючої сталі та алюмінію: слід використовувати високочистий азот (≥ 99,99%) або аргон. Використовуйте газ під високим тиском для видування розплавленого металу, щоб досягти різання без окислення. Нечистий газ призведе до утворення шлаку на дні.

• Тиск газу:
• Різання вуглецевої сталі (киснем): тиск не повинен бути занадто високим (зазвичай 0,8-2 бар). Надмірний тиск охолоджуватиме розріз, але знизить ефективність реакції горіння, що призведе до утворення задирок.
• Різання нержавіючої сталі/алюмінію (з азотом): Тиск має бути достатньо високим (зазвичай 10-20 бар, залежно від товщини пластини). Недостатній тиск є найпоширенішою причиною невдалого різання без задирок, а розплавлений метал не може бути повністю видалений.
• Стан форсунки:
• Перевірте, чи не пошкоджено або не заблоковано сопло бризками. Зношене сопло може спричинити турбулентність повітряного потоку.
• Перевірте, чи діаметр отвору сопла відповідає товщині пластини та тиску газу. Для товстих пластин зазвичай потрібні сопла з більшим отвором.
• Відкалібруйте концентричність сопла та лазерної головки. Відхилення концентричності призведе до виходу газу та утворення задирок з одного боку.

3. Перевіряти та підтримувати стан обладнання

• Очищення оптичних лінз: забруднення захисного дзеркала та фокусувального дзеркала значно знизить потужність лазера та якість променя. Регулярно перевіряйте та очищуйте або замінюйте лінзи.
• Якість променя: регулярне калібрування променя для забезпечення правильності оптичного шляху та заокруглення фокуса.
• Стабільність обладнання: Перевірте, чи направляюча рейка верстата та система передачі стабільні, і чи не утворюються нерівномірні задирки під час трясіння на високій швидкості.

4. Зосередьтеся на самому матеріалі

• Поверхня листа: Переконайтеся, що поверхня листа не має серйозної іржі, фарби або покриття, які можуть вплинути на поглинання лазера та стабільність різання.
• Склад та якість матеріалу: низька якість або неоднорідний склад сплаву пластини також може призвести до коливань ефекту різання.

Особливі проблеми з задирками в різних матеріалах

• Вуглецева сталева плита (кисневе різання): нижній жернов здебільшого складається з твердого та крихкого шлаку оксиду заліза. Головним чином через чистоту кисню, положення фокусування, відповідність потужності та швидкості.
• Алюмінієва пластина з нержавіючої сталі (різання азотом): нижні задирки здебільшого м'який і довго не видуваний розплавлений метал. Перше завдання - перевірити, чи достатньо високий тиск азоту, чи чистий газ і чи підходить сопло.

Рекомендації щодо процесу систематичного врегулювання

1. Запишіть та відтворіть:детально зафіксуйте тип поточної жернової пластини, товщину та всі параметри процесу (потужність, швидкість, тиск повітря, фокус, тип сопла).

2. Коригування однієї змінної:налаштовуйте лише один параметр за раз (рекомендується починати з тиску газу та положення фокусування) для порівняння пробного різання.

3. Від простого до складного усунення несправностей:

• Крок 1: Перевірте та очистіть сопло та лінзу.
• Крок 2: Перевірте чистоту газу та тиск.
• Крок 3: Оптимізуйте положення фокуса.
• Крок 4: Налаштуйте відповідність потужності та швидкості.
• Крок 5: калібрування оптичного шляху та концентричності пристрою.

4. Створіть стандартну бібліотеку параметрів:Після того, як будуть знайдені найкращі параметри для пластин різних марок, товщини та матеріалів, вони будуть записані для формування стандартних інструкцій з експлуатації.

Короткий зміст:Суть вирішення проблеми лазерного різання полягає в «забезпеченні достатнього підведення енергії та забезпеченні стабільного, чистого та правильного напрямку потоку повітря для своєчасного видування розплаву». Це систематична проблема, яка вимагає від оператора терпіння та поступового дослідження й оптимізації за допомогою наукових методів. Якщо всі вищезазначені кроки перевірено, а проблема не зникає після налаштування, необхідно звернутися до виробника обладнання, щоб перевірити, чи змінилася енергія лазерного виходу або режим променя.