Вибір позитивного/негативного фокуса під час лазерного різання

Під час лазерного різання вибір між позитивним розфокусуванням (позитивний фокус) та негативним розфокусуванням (негативний фокус) залежить переважно від типу матеріалу, товщини пластини та вимог процесу. Нижче наведено чіткий та простий посібник із прийняття рішень.

Основні принципи

У фокусі (нульова дефокусованість):Енергія максимально концентрована, що призводить до найвужчого пропилу. Підходить для різання тонких листів з високою точністю та на високих швидкостях, пріоритетом є «витонченість».

Негативний фокус (негативний розфокус):Енергія краще розсіюється, що призводить до ширшого шва різу. Підходить для товстих пластин, покращує видалення шлаку та захищає лінзу, зосереджуючись на «силі та якості проникнення».

Коли слід використовувати різкість у фокусі (нульова розфокусованість)?

Застосовувані сценарії: Різання тонких пластин (зазвичай менше 3 мм), особливо в умовах застосування з високими вимогами до точності та швидкості.

1. Точне різання тонких пластин:

• Приклади матеріалів: тонкий лист вуглецевої сталі, лист нержавіючої сталі, латунь, алюмінієвий лист тощо.
• Причина: Тонкі пластини утворюють менше розплавленого шлаку, тому для його видалення не потрібен широкий пропил. Використання позитивного фокусування дозволяє отримати найменшу точку та найвищу щільність енергії, що дозволяє досягти надзвичайно високої швидкості різання та гладкого вертикального поперечного перерізу.

2. Висока точність та вузька щілина:

• Приклади застосування: прецизійні деталі, електронні компоненти, ювелірні вироби, порожнисті моделі тощо.
• Причина: Пропил, отриманий в результаті позитивного фокусування, є найвужчим, з меншими втратами матеріалу та може вирізати дуже тонкі контури та гострі кути, уникаючи надмірного плавлення.

3. Прагнення до швидкості різання:

• Під час різання тонких пластин висока щільність енергії в режимі позитивного фокусування означає, що можна використовувати вищі швидкості подачі, тим самим підвищуючи ефективність виробництва.

Короткий зміст:Під час різання тонких матеріалів, коли основною метою є швидкість, точність і вузький пропил, пріоритетом є вибір позитивного фокусу.

Коли потрібно різати з негативним фокусом (негативним розфокусуванням)?

Сценарій застосування: різання середньої та товстої пластини (зазвичай ≥ 3 мм), особливо коли потрібне гарне відведення шлаку та якість перетину.

1. Різання пластин:

• Приклади матеріалів: вуглецева сталь, нержавіюча сталь, алюмінієва плита тощо товщиною понад 3 мм.
• Причина: Товсті пластини виробляють велику кількість розплавленого металу (шлаку). Негативний кокс забезпечує ширшу щілину, що дозволяє допоміжному газу (такому як кисень або азот) ефективніше здувати шлак знизу, запобігаючи зависанню та прорізанню шлаку.

2. Потрібен високоякісний розділ:

• Причина: Для товстих пластин, якщо використовується позитивний фокус, енергія концентрується на верхній поверхні, що призводить до гладкості верхньої частини та шорсткості нижньої. Негативний фокус робить розподіл енергії більш рівномірним у напрямку товщини пластини, що дозволяє отримати більш рівномірну та гладку поверхню різання зверху вниз.

3. Захистіть фокусувальне дзеркало:

• Причина: Під час різання товстих пластин, особливо сталевих пластин з іржавим покриттям або матеріалів, схильних до великої кількості бризок, налаштування негативного фокусування робить фокус розташованим всередині заготовки, що збільшує відстань від верхньої поверхні заготовки до фокусуючого дзеркала та зменшує бризки металу. Ризик удару та пошкодження дорогого фокусуючого дзеркала.

4. Спеціальний процес (наприклад, різання алюмінієвих сплавів азотом):

• Причина: Азот зазвичай використовується як допоміжний газ під час різання алюмінієвих сплавів. Для здування розплавленого алюмінію потрібен потік повітря високого тиску. Широкий пропил, що забезпечується негативним коксуванням, дуже важливий для потоку та виходу шлаку азотом високого тиску, а також є ключем до забезпечення різання без задирок та ефекту блискучої поверхні.

Короткий зміст:Під час різання товстіших матеріалів, коли основною метою є забезпечення наскрізного різання, зменшення шлаку, отримання рівномірного поперечного перерізу та захист обладнання, перевага надається негативному коксуванню.

Блок-схема швидкого прийняття рішень

Поради на практиці

1. Оптимальний рівень дефокусування перевіряється:Вищезазначені правила є загальними рекомендаціями. Оптимальний рівень розфокусування для конкретного верстата та матеріалу необхідно визначити шляхом випробувань процесу. Оператор проведе «щілинний тест», щоб знайти оптимальні параметри, спостерігаючи за якістю перерізу та завислим шлаком.

2. встановлення негативного фокусу:Величина негативного фокусу зазвичай не є фіксованим значенням, а знаходиться в діапазоні, пов'язаному з товщиною пластини. Загальною початковою точкою відліку є від 1/4 до 1/3 товщини листа. Наприклад, під час різання 12 мм вуглецевої сталі випробування можна розпочати з -2 мм до -3 мм.

3. Матеріал – це ключ:Різні матеріали мають різну чутливість до фокусування. Наприклад, нержавіюча сталь чутливіша до фокусування, ніж вуглецева сталь.