Làm thế nào để giải quyết vấn đề gờ cạnh khi cắt laser các tấm mỏng?

Sự xuất hiện của các gờ sắc nhọn trong quá trình cắt laser các tấm mỏng là một vấn đề rất phổ biến. Điều này thường không phải do một yếu tố duy nhất gây ra mà là kết quả của sự kết hợp nhiều yếu tố như thiết bị, thông số, vật liệu và khí. Để giải quyết vấn đề này một cách có hệ thống, chúng ta có thể thực hiện quy trình khắc phục sự cố từ dễ đến khó và từ phần mềm đến phần cứng. Tiếp theo, chúng ta sẽ trình bày chi tiết các thao tác và giải pháp cụ thể cho từng bước:

Bước 1: Kiểm tra và điều chỉnh các thông số cốt lõi (vấn đề thường gặp nhất)

1. Vị trí lấy nét

• Vị trí lấy nét là một trong những thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Lấy nét không chính xác sẽ dẫn đến năng lượng không được tập trung, khiến việc thổi bay xỉ cắt trở nên không hiệu quả.
• Triệu chứng: Cả việc cấp nguồn quá cao hoặc quá thấp đều sẽ khiến xỉ bám vào đáy (gờ).

Giải pháp:

• Tiến hành hiệu chỉnh tiêu cự: Trước tiên, hãy đảm bảo rằng tiêu cự của thiết bị chính xác. Sử dụng thước đo tiêu cự hoặc chức năng hiệu chỉnh tự động.
• Thực hiện kiểm tra độ lấy nét: Trên một mảnh phế liệu, cắt một đường thẳng hoặc một vòng tròn ở các vị trí lấy nét khác nhau (ví dụ: từ -1mm đến +1mm, với khoảng cách 0,2mm), và quan sát vị trí nào có ít gờ nhất. Đối với các tấm mỏng, thường nên sử dụng phương pháp làm mờ âm (tức là tiêu điểm nằm dưới bề mặt tấm, ở khoảng cách khoảng 1/3 đến 1/2 độ dày tấm), điều này có thể tạo ra vết cắt rộng hơn và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thổi xỉ xuống dưới bằng luồng khí.

2. Khí phụ trợ

Loại khí và độ tinh khiết:

• Cắt thép cacbon: Phải sử dụng oxy. Oxy tham gia vào phản ứng cháy, cung cấp thêm năng lượng và tạo thành oxit sắt có điểm nóng chảy thấp, dễ dàng bị thổi bay bởi dòng khí. Nếu sử dụng không khí hoặc nitơ, sẽ tạo ra một lượng lớn xỉ đen.
• Cắt thép không gỉ, hợp kim nhôm: Phải sử dụng khí nitơ có độ tinh khiết cao. Vai trò của nitơ là thổi bay kim loại nóng chảy và ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Nếu độ tinh khiết của nitơ không đủ (khuyến nghị trên 99,9%) hoặc áp suất quá thấp, sẽ hình thành các gờ ở đáy vật liệu do quá trình oxy hóa và làm mát không đủ.

Áp suất khí:

• Áp suất quá thấp: Không thể thổi bay xỉ một cách hiệu quả, dẫn đến xỉ tích tụ ở đáy.
• Áp suất quá cao: Đối với các tấm mỏng, áp suất quá cao có thể tạo ra các xoáy nước tại vị trí cắt, làm suy yếu hiệu quả thổi xỉ và có thể gây ra bề mặt cắt thô ráp, thậm chí là các cục nóng chảy khó loại bỏ.

Giải pháp:Tham khảo các thông số khuyến nghị từ nhà sản xuất thiết bị dựa trên loại vật liệu và độ dày, và điều chỉnh cho phù hợp. Ví dụ, khi cắt thép carbon 1mm, áp suất oxy thường nằm trong khoảng 0,8-1,2 Bar.

3. Tốc độ cắt và công suất laser

• Hai người này cần phải hoàn toàn phù hợp với nhau.
• Tốc độ quá nhanh: Năng lượng đầu vào không đủ, vật liệu không được làm tan chảy và cắt hoàn toàn, để lại các gờ dính liên tục ở đáy.
• Tốc độ quá chậm: Lượng năng lượng đầu vào quá lớn, khiến vật liệu bị nóng chảy quá mức, dẫn đến bề mặt cắt thô ráp và thậm chí hình thành các cục nóng chảy khó loại bỏ.
• Sự không phù hợp về công suất: Công suất quá thấp tương đương với tốc độ quá nhanh, và công suất quá cao tương đương với tốc độ quá chậm.

Giải pháp:

• Tiến hành kiểm tra thông số: Cố định các thông số khác và điều chỉnh tốc độ cắt và công suất để tìm ra sự kết hợp “tốc độ-công suất” tối ưu. Trạng thái cắt lý tưởng là tạo ra hình dạng giống như bông hoa, phân tán đều xuống dưới.

Bước 2: Kiểm tra tình trạng phần cứng và thiết bị

Nếu việc điều chỉnh thông số không hiệu quả, cần phải kiểm tra chính thiết bị.

1. Vòi phun

• Lựa chọn vòi phun: Sử dụng vòi phun có đường kính quá lớn (như φ2.0 trở lên) không có lợi cho việc tập trung dòng khí. Đối với các tấm mỏng, nên sử dụng vòi phun có đường kính nhỏ (như φ1.0 hoặc φ1.5), có thể tạo ra dòng khí tốc độ cao hơn và có hiệu quả thổi xỉ tốt hơn.
• Tình trạng vòi phun: Kiểm tra xem có hiện tượng bắn tóe xỉ, mài mòn hoặc biến dạng tại miệng vòi phun hay không. Vòi phun bị hư hỏng sẽ làm ảnh hưởng đến độ đồng tâm và sự ổn định của dòng khí và cần được thay thế kịp thời.
• Chiều cao vòi phun: Khoảng cách giữa vòi phun và bề mặt tấm (thường là 0,5-1,5mm) rất quan trọng. Quá cao sẽ khiến luồng khí bị phân tán, hiệu quả thổi xỉ sẽ yếu; quá thấp sẽ dễ va chạm với tấm và làm hỏng vòi phun.

2.Thấu kính quang học

• Vệ sinh: Nếu gương bảo vệ và gương hội tụ bị nhiễm bẩn, công suất laser sẽ giảm, dẫn đến khả năng cắt giảm và hình thành bavia. Thường xuyên vệ sinh gương bằng cồn khan và giấy lau thấu kính.
• Chất lượng: Kiểm tra xem có bất kỳ hư hỏng nhỏ hoặc sự lão hóa nào của lớp phủ trên gương mà mắt thường không nhìn thấy được hay không. Thay thế chúng nếu cần thiết.

3. Tia laser

• Độ đồng tâm của chùm tia: Tâm của lỗ vòi phun phải được căn chỉnh chính xác với tâm của chùm tia laser. Nếu chúng không đồng tâm, sẽ gây ra các vết cắt không đối xứng, một bên nhẵn và bên kia có gờ.
• Phương pháp hiệu chuẩn: Dán một lớp băng keo che phủ lên mặt trước của vòi phun, bắn một xung và quan sát xem lỗ có nằm ở tâm của vòi phun hay không. Nếu nó lệch tâm, cần thực hiện hiệu chuẩn theo hướng dẫn sử dụng thiết bị.
• Độ ổn định của thiết bị: Kiểm tra xem thiết bị có bị rung lắc hoặc lỏng lẻo không, vì những điều này có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của quá trình cắt.

Bước 3: Vật liệu và các yếu tố khác

Bản thân vật liệu

• Chất lượng bề mặt: Dầu, rỉ sét và các lớp phủ trên bề mặt tấm kim loại có thể làm tăng độ khó khi cắt và gây ra gờ. Hãy làm sạch tấm kim loại trước khi cắt.
• Loại vật liệu: Các nhãn hiệu và lô vật liệu khác nhau có thành phần hợp kim và xử lý bề mặt khác nhau, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cắt. Nếu bạn không thể cắt tốt một cách nhất quán, hãy thử một lô hoặc nhãn hiệu vật liệu khác.
• Độ dày vật liệu: Hãy xác nhận rằng công suất của máy laser đủ để cắt vật liệu có độ dày như mong muốn. Công suất không đủ sẽ dẫn đến việc cắt không hoàn chỉnh và tạo ra các cạnh sắc nhọn.

Tóm tắt và danh sách kiểm tra khắc phục sự cố nhanh

Khi gặp sự cố về gờ sắc, hãy làm theo trình tự sau để khắc phục sự cố nhanh chóng:

1. Trước tiên, hãy kiểm tra xăng!

• Đối với việc cắt thép cacbon: Sử dụng oxy và kiểm tra xem áp suất có đủ hay không.
• Để cắt thép không gỉ/nhôm: Sử dụng khí nitơ có độ tinh khiết cao và kiểm tra độ tinh khiết và áp suất.

2. Tiếp theo, điều chỉnh tiêu cự!

• Thực hiện kiểm tra độ nét để tìm vị trí lấy nét tối ưu. Đối với các tấm mỏng, hãy thử làm mờ hậu cảnh.

3. Tiếp theo, tối ưu hóa tốc độ và công suất!

• Tiến hành kiểm tra thông số để tìm ra sự kết hợp “tốc độ-công suất” mà không gây ra hiện tượng giật cục.

4. Sau đó, kiểm tra vòi phun và đường dẫn quang học!

• Hãy thay thế vòi phun có đường kính nhỏ mà bạn vẫn thấy tốt và an tâm khi sử dụng.
• Kiểm tra và lau chùi gương.
• Hiệu chỉnh độ đồng tâm của vòi phun và chùm tia laser.

5. Cuối cùng, hãy xem xét các vấn đề về vật chất!

• Lau sạch bề mặt tờ giấy hoặc thử với một tờ giấy khác để kiểm tra.

Bằng cách tuân theo quy trình khắc phục sự cố có hệ thống này, hầu hết các vấn đề về gờ trong quá trình cắt laser tấm mỏng đều có thể được giải quyết hiệu quả.