Усунення несправностей задирок при лазерному різанні: чому параметри не змінилися, але якість падає

Для партії деталей з нержавіючої сталі 3 мм, оброблених за стандартоммашина для лазерного різання металевого волокна, вранці зрізи були гладкими. Однак у другій половині дня працівники помітили, що, незважаючи на збереження програми процесу, швидкості, потужності та тиску газу без змін, на нижніх краях деталей почало утворюватися кільце твердих задирок.

Найпоширенішою початковою реакцією на-майданчику є збільшення потужності та зниження швидкості різання. Хоча спочатку це трохи допомагає, після розрізання кількох десятків аркушів задирки повертаються, що супроводжується пожовтінням уздовж зрізаного краю та посиленням накопичення шлаку.

Справжня складність такого типу проблеми полягає в тому, щонезмінні параметри на екрані не означають, що фактична енергія та потік повітря, що надходять до пропилу, залишаються незмінними.Лазерне різання — це процес, що завершується спільно оптикою, газом, матеріалом і умовами руху. Повільний дрейф будь-якого окремого фактора може раптово зробити раніше прийнятні параметри абсолютно неефективними.

Лазерний промінь нагріває локалізований матеріал, поки він не розплавиться або не випарується. Потім допоміжний газ надходить у розріз на високій швидкості через сопло, видуваючи розплавлений метал вниз і назовні. В ідеальному стані швидкість плавлення відповідає потужності евакуації шлаку, залишаючи лише дуже легкий шлак на дні-іноді повністю усуваючи потребу у вторинному видаленні задирок.

Коли розплавлений метал не видаляється вчасно з нижньої частини пропилу, він охолоджується і прилипає до країв, утворюючи задирки. Тому, діагностуючи задирки, не варто просто запитувати«Чи достатньо потужність?»Натомість задайте три запитання одночасно: чи стабільно плавиться матеріал? Чи залишається проріз чистим і безперешкодним? Чи справді потік повітря видуває розплавлений матеріал?

• Тонкі, рівномірні та суцільні задиркичасто пов’язані з відхиленнями в положенні фокуса, швидкості різання або потужності потоку газу.
• Задирки, що з’являються лише в певному напрямку або на певній ділянціпередбачають зміщення сопла (поза-центральної осі), викривлення аркуша або коливання відстані ріжучої головки.
• Нерегулярні або коливальні задиркице означає, що вам слід перевірити, чи тиск джерела газу та швидкість потоку стабільні.

Перш ніж торкатися параметрів, проаналізуйте морфологію задирок-це зазвичай економить набагато більше матеріалу, ніж повторювані спроби-і-помилки.

Варто зазначити, що задирки, утворені на різних матеріалах, товщині листа та допоміжних газах, не однакові. Ви не можете жорстко застосувати одну загальну «довідкову таблицю задирок». Наприклад, твердий шлак від різання нержавіючої сталі-за допомогою азоту та оксид шлаку від різання-вуглецевої сталі за допомогою кисню можуть виглядати схожими, але основні термічні реакції та необхідні налаштування можуть бути абсолютно різними. Завжди спочатку перевіряйте матеріал, товщину листа, тип газу та початкові налаштування процесу.

Більш практичний підхід полягає в томузберігайте кваліфікований зразок деталі та повний запис процесу, коли машина знаходиться в хорошому робочому стані.Якщо виникне проблема, порівняйте новий і старий зразки один за одним-перевірте колір розрізу, візерунки смуг, нижній шлак і варіації в різних напрямках-перед виконанням невеликих-тестових розрізів. Це забезпечує базову лінію, специфічну для вашої машини та матеріалу, яка є набагато надійнішою, ніж припущення причин виключно на основі фотографій, знайдених в Інтернеті.

Насадка обмежує лазерний промінь і допоміжний газ одночасно. Якщо шлак прилипає до наконечника сопла або якщо на ньому є сліди вигоряння, деформація чи не-вирівняно коаксіальність після заміни, повітряний потік, що входить до пропилу, може перекошуватися вбік-навіть якщо показники тиску газу на контролері цілком нормальні.

Загальні знаки на-сайті включають:

• Різний ступінь задирок у різних напрямках уздовж одного кругового контуру (особливо критично під часточна обробка круглих отворів).
• Зміна якості зрізаної кромки при різанні прямих ліній у різних напрямках.
• Візуально сопло виглядає добре, але перевірка магнітофонної стрічки або перевірка вбудованого-обладнання показує, що пляма променя не-від центру.

При проведенні перевірки,спочатку вимкніть машину та дотримуйтесь стандартуробочі процедури волоконного лазерного різака.Потім перевірте, чи отвір сопла ідеально круглий і чи немає бризок або слідів від ударів. Перевірте модель сопла, діаметр отвору та стан встановлення. Нарешті, відкалібруйте співвісність згідно з інструкціями до обладнання.

Важлива примітка:Не тикайте в отвір сопла твердими предметами і ніколи не вважайте, що просте встановлення «нового сопла» автоматично означає, що стан сопла правильний.

Захисна лінза в головці для різання волоконного лазера служить для ізоляції пилу, диму та бризок. Коли на поверхні лінзи з’являється помутніння, масляна плівка або плями мікро-опіків, її пропускна здатність і характеристики променя можуть змінюватися, спричиняючи локальне нагрівання (термолінзи). Хоча оператор не бачить змін у встановленій потужності, ефективний промінь, що подається на деталь, може більше не бути стабільним.

Крім того, заміна об’єктива, зіткнення ріжучої головки, аномалії механізму авто-фокусування або зміни в статусі калібрування також можуть спричинити відхилення фактичного положення фокуса від діаграми параметрів. У той час як тонкі аркуші ще ледь вдається розрізати, трохи товщі пластини або невеликі контури отворів зазвичай першими виявляють ці проблеми.

Правильний підхід єнічасто розбирати оптичний шлях лише для того, щоб «швидко протерти». Натомість спостерігайте за сигналами машинної сигналізації, значеннями моніторингу захисних лінз (температура/пропускання) і спочатку змінами якості різання, а потім перевіряйте або замініть лінзи відповідно до процедур чистих приміщень, визначених виробником. Нестандартне середовище, матеріали для чищення або методи поводження під час зняття та встановлення лінз насправді частіше створюють нові частинки чи подряпини, що негативно впливає на загальний станконтроль якості різання металу.

Роль допоміжного газу виходить за рамки простої «участі в процесі різання»-що ще важливіше, він повинен постійно виганяти розплавлений метал із пропилу. Нормальний тиск у газовому балоні чи резервуарі для зберігання вказує лише на те, що статичний тиск або тиск перед потіком у певній точці вимірювання є нормальним. Це не доводить, що на виході сопла під час динамічного різання підтримується достатній тиск, швидкість потоку та чистота.

Такі фактори, як забиті фільтри, занижений діаметр труби, обмеження на встановлення, кілька машин, що використовують газ одночасно, або повільна реакція групи клапанів, можуть спричинитидинамічні перепади тиску. Під час різання нержавіючої сталі азотом недостатня швидкість потоку або чистота часто призводить до утворення шлаку знизу та пожовтіння вздовж країв різу. Щоб отримати детальнішу технічну інформацію, зверніться до нашого посібникавибір допоміжного газу для лазерного різання.

Усунення несправностей газопроводу має відбуватися по шляху потоку газу крок-за-кроками:

Найкраще контролювати динамічний тиск і швидкість потоку під час фактичного процесу різання, а не покладатися лише на швидкий погляд на манометр, коли обладнання не працює.

Навіть якщо матеріали мають однакове позначення-наприклад, «Нержавіюча сталь 304» або «Вуглецева сталь Q235»-варіанти можуть існувати в різних партіях нагрівання, стані поверхні, допусках товщини, покриттях і рівнях іржі. Поверхневі захисні плівки, масляні плями або окалина можуть змінити поглинання енергії та стабільність різання. Крім того, нерівна поверхня листа спричиняє варіації відстані, що безпосередньо впливає на сполучення повітряного потоку тахарактеристики лазерної ріжучої кромки.

Тому, коли задирки починають з’являтися відразу після зміни аркушів, партій або постачальників, не варто відразу вважати, що машина зламана. Збережіть шматок листового матеріалу, який раніше був рівно розрізаний, щоб виконати порівняльний пробний розріз-це зазвичай дозволяє швидко розрізняти «проблеми з обладнанням» і «проблеми з матеріалом».

Лише після перевірки сопла, коаксіальності, лінз, калібрування фокуса, газопроводів і матеріалу можна переходити до точного-налаштування параметрів. Рекомендується спочатку відновити налаштування за замовчуванням за допомогою структурованої методології длявизначення параметрів процесу лазерного різання. Потім зробіть невеликі поступові коригування швидкості різання, положення фокуса, тиску газу або відстані відстань на основі морфології задирок.

Змінюйте лише одну змінну за раз і запишіть номер деталі, партію матеріалу, специфікацію сопла, стан лінзи, фокус, швидкість і тиск газу. Інакше, якщо ви зміните три-чотири параметри одночасно, навіть якщо якість різання покращиться, ви не знатимете, яке налаштування справді спрацювало, що змушує вас наступного разу повторювати спроби та помилки.

Операції на-сайті можуть виконуватися в такій послідовності:

1. Вивчитиположення, напрямок, суцільність і колір задирок;
2. Перевіртеотвір сопла, модель сопла, коаксіальність і контроль висоти (відстань);
3. Оглянутизахисна лінза, калібрування фокуса та стан ріжучої головки;
4. Підтвердитидинамічний тиск газу, швидкість потоку, чистота та обмеження лінії;
5. Порівняйтез попередньою партією листового матеріалу та точно-налаштувати параметри, використовуючи лише одну змінну як останній крок.

Коли якість лазерного різання погіршується, найнебезпечніше мислення – припускати це«оскільки параметри не змінилися, стан обладнання теж не змінився». Параметри – це лише команди-саме сопло, оптичний шлях, газопровід і матеріал визначають, як ці команди в кінцевому підсумку виконуються.Відновлення умов роботи машини до їхнього оптимального стану перед обговоренням оптимізації параметрів зазвичай відбувається швидше, ніж сліпе збільшення потужності, і з набагато меншою ймовірністю виникнуть нові проблеми.