Проблеми, які можуть виникнути під час лазерного різання пластин

Під час лазерного різання виникають такі проблеми, як накип на дні заготовки, складки на нижньому кінці поверхні різання, перегорання прямих кутів/гострих кутів та шорстка поверхня різання. Далі буде систематично розглянуто причини та шляхи вирішення цих проблем.

Огляд усунення основних проблем

Проблема 1: накип на дні заготовки (висить шлак)

Аналіз причини: після того, як лазер розплавив матеріал, його вчасно та повністю не здуло з дна розрізу допоміжним газом, внаслідок чого він конденсувався та утворював завислий шлак. Це, по суті, питання балансу енергії та газу.

Рішення:

1. Оптимізація параметрів газу:

• Тиск; Для нержавіючої сталі, алюмінієвих сплавів тощо, при використанні азоту як допоміжного газу високої чистоти, тиск повинен бути достатньо високим (наприклад, 1,6 МПа або більше), щоб досягти різання без окислення та видування шлаку. При використанні кисню для вуглецевої сталі, тиск має бути помірним, занадто високий тиск посилить реакцію з утворенням шорсткого шлаку.
• Чистота та тип: щоб забезпечити чистоту газу (особливо азоту потрібно понад 99,9%), чистота кисню також повинна бути понад 99,5%.

2. Калібрування фокусування променя:

• Відхилення положення фокуса є найпоширенішою причиною. Виконайте калібрування фокуса та спробуйте точно налаштувати положення фокуса вгору та вниз. Зазвичай, невелике зниження фокуса (глибино в матеріал) допомагає покращити якість нижнього різу.

3. Відрегулюйте потужність та швидкість

• Занадто висока швидкість або занадто низька потужність призведуть до прорізання та утворення м'якого висячого шлаку; занадто низька швидкість або занадто висока потужність призведуть до переплавлення та утворення твердого та крихкого висячого шлаку. Необхідно знайти найкраще поєднання потужності та швидкості, яке відповідає товщині листа.

4. Перевірте та замініть форсунку:

• Використання пошкоджених, деформованих або невідповідних сопел може порушити потік повітря. Перевірте, чи закруглений центральний отвір сопла, та виберіть сопло відповідного діаметра залежно від товщини пластини (зазвичай великий діаметр для товстої пластини та малий діаметр для тонкої пластини).

Проблема 2: Розрізати нижні складки (смужки/перегорання)

Аналіз причини: Це типове явище перегорання. Через надмірне підведення тепла матеріал надмірно плавиться або навіть випаровується, утворюючи шорсткі, схожі на зморшки смуги в нижній половині різальної секції.

Рішення:

• Основне налаштування: Збільшення швидкості різання. Основна причина – занадто повільна швидкість, підвищення швидкості може зменшити час лазерного випромінювання на одиницю площі, щоб уникнути накопичення тепла.
• Зменште потужність лазера. Якщо швидкість більше не може бути збільшена або підйом призводить до прорізу, потужність слід відповідно зменшити, щоб зменшити загальне теплове навантаження.
• Відрегулюйте положення фокуса. Спробуйте трохи знизити положення фокуса, щоб зробити енергію більш концентрованою та зменшити зону впливу тепла.
• Перевірте та зменште тиск допоміжного газу. Особливо під час використання кисню для різання вуглецевої сталі, занадто високий тиск кисню, подібно до «покращувачу горіння», посилить реакцію окислення та призведе до надмірного нагрівання. Правильне зниження тиску повітря може мати неочікувані наслідки.

Проблема 3: Опік під прямим кутом/гострий

Аналіз причини: Швидкість лазерної ріжучої головки стабільна під час руху по прямій лінії, але під час різання під прямим або гострим кутом їй потрібно сповільнюватися, повертатися та знову розганятися. Падіння швидкості на розі призводить до збільшення часу витримки лазера, а тепло різко накопичується, тим самим згладжуючи гострий кут.

Рішення:

1. Використовуйте перехід із заокругленими кутами (найефективніший метод):

• На етапі проектування креслення гострий кут змінюється на невеликий заокруглений кут (кут R). Навіть невелике закруглення радіусом 0,5 мм може забезпечити плавний перехід ріжучої головки, уникнути різких змін швидкості та ефективно запобігти перегріванню.

2. Використайте функцію обробки кутів (функцію яскравого кута):

• Сучасні системи лазерного різання оснащені функцією «регулювання потужності кута» або «яскравого кута». Ця функція може:
• При виявленні кута потужність лазера автоматично зменшується.
• Або використовуйте сегментне різання, ненадовго вимкніть лазер на розі та розріжте на два сегменти.
• Будь ласка, зверніться до інструкції з експлуатації вашого пристрою, щоб увімкнути та налагодити цю функцію.

3. Зменште швидкість різання на куті:

• У таблиці параметрів процесу швидкість різання кута встановлюється окремо, щоб зробити її нижчою за лінійну швидкість, але це потрібно використовувати разом зі зниженням потужності.

Проблема 4: шорстка поверхня різання (вертикальне зерно)

Аналіз причини: поверхня різання виглядає чітко, а не гладкими вертикальними смугами, зазвичай через нестабільність енергії або невідповідність параметрів, що призводить до нерівномірного стану плавлення матеріалу.

Рішення:

• Переконайтеся, що положення фокуса точне та стабільне: це найважливіший фактор для отримання гладкої поверхні різу. Незначна зміна фокуса призведе до значної різниці в лініях поперечного перерізу. Очистіть та відкалібруйте фокусувальну лінзу, щоб забезпечити стабільність фокуса.
• Використовуйте допоміжний газ високої чистоти: домішки в газі можуть перешкоджати потоку та процесу охолодження розплавленого металу, що призводить до появи шорстких зрізів.
• Оптимізуйте швидкість різання: Нестабільна швидкість або неправильне налаштування призведуть до утворення нерівномірних смуг розплавленого металу під час процесу охолодження. Знайдіть стабільну швидкість, яка забезпечує безперервну, гладку стружку.

Перевірте стабільність обладнання:

• Чи гладка напрямна рейка? Вібрація обладнання буде безпосередньо відбиватися на поверхні різання.
• Чи сопло співвісне з променем? Потік повітря з різними осями може спричинити асиметрію перерізу та шорсткість.
• Чи чисті оптичні лінзи, чи пошкоджені? Забруднені лінзи можуть розсіювати лазерну енергію, що призводить до слабких розрізів та шорстких зрізів.

Загальний контрольний список фундаменту

Перш ніж виконувати будь-які точні налаштування параметрів, обов’язково виконайте такі основні перевірки:

1. Оптична лінза:Перевірте, чи фокусувальна лінза та захисна лінза чисті, чи немає забруднень, плям від води та пошкоджень.

2. Вирівнювання форсунок:Переконайтеся, що лазерний промінь ідеально проходить від центру сопла.

3. Газ та газовий контур:переконайтеся, що в газовому контурі немає витоків, а тип і чистота газу є правильними.

4. матеріал:щоб переконатися, що поверхня пластини чиста, без оксидного шару, олії та однорідного матеріалу.

Підсумок та рекомендації

Лазерне різання – це точний процес із багатопараметричною синергією. Ключ до вирішення проблеми полягає в тому, щоб «змінювати лише одну змінну за раз» та вести облік, щоб точно визначити першопричину проблеми.