Як вирішити проблему перфорації товстої пластини із залишками, що впливають на різання

Під час лазерного різання товстих пластин залишок (шлак), що утворюється внаслідок перфорації, впливає на якість різання, що є поширеною, але оптимізованою проблемою. Ці залишки зазвичай виникають через неправильне керування енергією під час процесу перфорації, невідповідність параметрів газу або невідповідні параметри процесу. Нижче наведено системні рішення та рекомендації щодо оптимізації:

оптимізація процесу перфорації

1. Використання прогресивної перфорації (пошарова перфорація)

• Для товстих пластин (наприклад, > 15 мм) уникайте використання одноразової перфорації з високою піковою потужністю та використовуйте ступінчасте збільшення потужності або сегментовану перфорацію для поступового проникнення в матеріал та зменшення розбризкування шлаку.
• Спосіб роботи: Встановіть параметр «сегментна перфорація» в програмному забезпеченні для різання, спочатку попередньо розігрійте з меншою потужністю, а потім поступово збільшуйте потужність проникнення.

2. Налаштуйте параметри перфорації

• Зменшення пікової потужності та збільшення часу перфорації:зменшити розбризкування розплавленого матеріалу, спричинене миттєвими сплесками енергії.
• Збільшення частоти перфорації (коефіцієнта заповнення):контролюйте ритм виходу енергії лазерного імпульсу, щоб уникнути надмірного плавлення.
• Приклад параметрів (на прикладі вуглецевої сталі 20 мм):
• Потужність: 1000-1500 Вт (регулюється відповідно до потужності обладнання)
• Час перфорації: 1,5-3 секунди
• Частота імпульсів: 200-500 Гц
• Тиск допоміжного газу: поетапне регулювання (див. нижче)

Допоміжний газовий контроль

1. Оптимізація типу газу та тиску

• Вуглецева сталь: Кисень (O₂) використовується як допоміжний газ, але тиск необхідно контролювати. На етапі перфорації спочатку можна використовувати нижчий тиск (0,5-1 бар), а потім після проникнення тиск різання можна переключити на високий (1,5-2,5 бар), щоб уникнути надмірної реакції кисню з утворенням великої кількості шлаку.
• Нержавіюча сталь/легована сталь: використовуйте азот (N₂) або повітря, середній та низький тиск (6-10 бар) для перфорації, а після проникнення перейдіть на різання під високим тиском високочистим азотом.

2. Затримка подачі газу та дострокове відключення

• Перемикання газу перед завершенням перфорації: перемикання на параметри газу для різання перед завершенням проникнення допоможе здути шлак з отвору.
• Збільште час попереднього продування газом: продувайте за 0,5-1 секунду до перфорації, щоб очистити область отвору та охолодити навколишній матеріал.

Положення фокуса та регулювання сопла

1. Положення фокуса

• Під час перфорації використовуйте відносно негативну величину дефокусування (фокус знаходиться нижче поверхні пластини), щоб збільшити отвір та полегшити витік шлаку. Наприклад, вуглецева сталь товщиною 20 мм може встановлювати фокусну точку на 3-5 мм нижче поверхні.
• Після проникнення налаштуйте фокус у найкраще положення відповідно до вимог різання.

2. Вибір та висота форсунки

• Використовуйте форсунки більшого діаметра (наприклад, φ2,0-φ3,0 мм) для покращення покриття газом та сприяння виходу шлаку.
• Переконайтеся, що висота сопла помірна (зазвичай 1,0-2,0 мм), щоб уникнути дифузії газу, спричиненої занадто високою, та пошкодження розпиленням, спричиненого занадто низькою.

Шлях процесу та навички програмування

1. Попередньо просвердлений свинцевий отвір

• Для плит надвисокої товщини (наприклад, > 30 мм) спочатку можна просвердлити механічно отвори малого діаметра, а потім розпочати лазерне різання з цих отворів, щоб уникнути прямої перфорації.

2. Встановіть зміщення точки перфорації

• Під час програмування зробіть так, щоб точка перфорації відхилялася від фактичної лінії контуру на 1-2 мм, а потім під час різання переміщуйтесь від точки зміщення до лінії контуру, щоб уникнути зони накопичення залишків.

3. Оптимізація траєкторії різання

• Для розподілу шлаку в зону, що не ріжеться, використовуються спіральні перфорації або кругові точки початку різання.

Огляд обладнання та його технічне обслуговування

1. Стан лазера

• Перевірте стабільність вихідної потужності, переконайтеся, що лінза/захисне дзеркало чисті, та уникайте недостатньої перфорації, спричиненої ослабленням енергії.

2. Чистота та витрата газу

• Забезпечте чистоту газу (особливо азоту/кисню) та регулярно перевіряйте, чи не засмічений або не протікає газовий тракт.

3. Сопло вирівняно з оптичним компонентом.

• Регулярно калібруйте концентричність сопла та лазерного променя, щоб забезпечити симетрію потоку газу.

Матеріали та фактори навколишнього середовища

1. Обробка поверхні пластини

• Перед різанням очистіть поверхню пластини від шару іржі, масляної плями або покриття, щоб зменшити участь домішок у реакції.

2. Площинність пластини

• Переконайтеся, що пластина рівна, і уникайте зазорів, які можуть спричинити витік газу та відбиття енергії.

Рекомендації щодо процесу налагодження параметрів

1. Спочатку зафіксуйте інші параметри, поступово регулюйте час та потужність перфорації, спостерігайте за кількістю утвореного шлаку та знайдіть точку рівноваги.

2. Запишіть параметри оптимізації та створіть базу даних процесу для різних матеріалів/товщин.

3. Випробування та перевірка: на відходах проводиться кілька перфораційних випробувань, щоб підтвердити, що шлак зменшився перед формальним різанням.

Короткий зміст: Швидка перевірка ключових моментів

Завдяки вищезазначеному комплексному налаштуванню можна значно зменшити залишки перфорації товстої пластини, а також покращити якість та ефективність різання. Якщо проблема не зникає, рекомендується звернутися до виробника обладнання для тестування обладнання або підтримки процесу.