بروز فرز در حین برش لیزری نه تنها بر دقت و ظاهر قطعه کار تأثیر می گذارد بلکه هزینه فرآیندهای سنگ زنی بعدی را نیز افزایش می دهد. دستیابی به پردازش رایگان{1}}به کنترل مشترک از ابعاد مختلف مانند پارامترهای تجهیزات، ویژگیهای مواد و بهینهسازی فرآیند نیاز دارد. روش های خاص به شرح زیر است:
1. دقیقاً پارامترهای لیزر را برای کنترل خروجی انرژی مطابقت دهید
منطقی بودن پارامترهای لیزر برای جلوگیری از ایجاد سوراخ بسیار مهم است. اولا،قدرت لیزر باید با ضخامت مواد تطبیق داده شود: قدرت ناکافی منجر به برش ناقص مواد می شود و فلز ذوب نشده-به عنوان سوراخ باقی می ماند. قدرت بیش از حد ممکن است باعث ذوب شدن بیش از حد مواد شود و فلز مایع خنک شده باعث ایجاد سوراخهای گرهای میشود. به عنوان مثال، هنگام برش فولاد کم کربن با ضخامت 1-3 میلی متر، قدرت معمولاً بین 1500-3000 وات تنظیم می شود، در حالی که برای صفحات ضخیم 5-10 میلی متر، قدرت باید به 3000-6000 وات افزایش یابد.
ثانیاًتنظیم سرعت و فرکانس برش: سرعت بسیار آهسته زمان تابش لیزر بر روی ماده را طولانی می کند، ناحیه تحت تاثیر گرما را گسترش می دهد-و به راحتی باعث ایجاد سوراخ در لبه ها می شود. سرعت بیش از حد باعث برش ناقص می شود. به طور کلی، صفحات نازک برای سرعت بالا و فرکانس بالا مناسب هستند (به عنوان مثال، برای صفحات فولادی 1-2 میلی متر، سرعت 10-15 متر در دقیقه، و فرکانس 5000-10000 هرتز است)، در حالی که صفحات ضخیم به سرعت کمتر و فرکانس کمتری نیاز دارند (به عنوان مثال، برای صفحات فولادی 8 میلی متر، سرعت 1-3 متر در دقیقه 300H و فرکانس 300Hz 1-3 است).
علاوه بر این،موقعیت کانونی را بهینه کنید: تمرکز بیش از حد عمیق- انرژی را پراکنده میکند و در نتیجه عرض ناهموار قسمتهای بالایی و پایینی برش ایجاد میکند و به راحتی سوراخهایی در پایین باقی میماند. فوکوس بسیار کم عمق- باعث ذوب شدن بیش از حد سطح می شود. هنگام برش فلزات، فوکوس معمولاً باید 0.5-1 میلیمتر زیر سطح مواد باشد و برای مواد غیرفلزی، میتوان آن را به طور مناسب به سمت بالا تغییر داد.
2. گازهای کمکی را به طور منطقی برای افزایش اثر حذف سرباره انتخاب کنید
گازهای کمکی در دمیدن سرباره و خنک کردن قطعه کار در حین برش لیزری نقش دارند. نوع، فشار و جریان آنها مستقیماً بر تشکیل سوراخ تأثیر می گذارد.برای فلزات آهنی مانند فولاد کربنی، اکسیژن به عنوان گاز کمکی ترجیح داده می شود: اکسیژن می تواند با فلز به صورت اکسیداتیو واکنش دهد، گرمای اضافی برای کمک به برش آزاد کند، و در همان زمان، اکسیژن با فشار بالا می تواند به سرعت سرباره را برای کاهش باقیمانده ها از بین ببرد. با این حال، فشار اکسیژن باید کنترل شود، معمولا بین 0.3-0.8MPa. فشار بسیار کم باعث حذف ناقص سرباره می شود و فشار بیش از حد بالا به راحتی باعث اکسیداسیون بیش از حد لبه بریده شده و ایجاد فرز می کند.
هنگام برش فلزات غیرآهنی مانند فولاد ضد زنگ و آلیاژهای آلومینیوم، باید از گازهای بی اثر مانند نیتروژن استفاده شود.: گازهای بی اثر می توانند به دلیل فشار زیاد از اکسید شدن مواد جلوگیری کرده و سرباره را از برش خارج کنند. فشار نیتروژن معمولاً بالاتر از فشار اکسیژن (0.5-1.2MPa) است، به خصوص برای صفحات ضخیم. برای جلوگیری از احتباس سرباره در اثر نوسانات فشار، باید از جریان گاز پایدار اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، قطر و فاصله نازل گاز نیز باید مطابقت داشته باشد. قطر نازل بسیار کوچک در معرض کاهش فشار است و قطر بیش از حد بزرگ باعث انتشار گاز می شود. توصیه می شود یک نازل با قطر φ1.5-3 میلی متر با توجه به ضخامت مواد انتخاب کنید و فاصله بین نازل و قطعه کار را 0.5-2 میلی متر نگه دارید.
3. مواد را پیش پردازش کنید تا تأثیر عیوب ذاتی را کاهش دهید
وضعیت مواد خود مبنایی برای پردازش رایگان-خرد است.اطمینان حاصل کنید که سطح مواد خام صاف و بدون لایه های اکسید است: برای صفحات فلزی پوشیده شده- زنگ زده یا فلس، لایه اکسید بخشی از انرژی را در حین برش لیزری جذب میکند و در نتیجه دمای برش یکنواخت میشود و به راحتی باعث ایجاد سوراخ میشود. قبل از پردازش، لایه اکسید را می توان با آسیاب کردن، ترشی کردن و غیره حذف کرد یا صفحات با کیفیت سطح واجد شرایط را انتخاب کرد.
تحمل ضخامت مواد را کنترل کنید: اگر انحراف ضخامت مواد در همان دسته از 0.1 میلی متر بیشتر شود، برای انرژی لیزر مشکل خواهد بود که به طور یکنواخت روی ماده عمل کند. قسمتهای نازک مستعد ذوب شدن بیش از حد-و قسمتهای ضخیم مستعد باقی ماندن فرز هستند. بنابراین، لازم است که مواد با کیفیت بالا با تحمل ضخامت کم انتخاب شود و قبل از برش، ضخامت صفحه را بررسی کنید. علاوه بر این، برای مواد پوشش داده شده (مانند صفحات گالوانیزه)، لازم است از قبل تأیید شود که آیا پوشش در برابر دما مقاوم است یا نه تا از سوراخ شدن پوشش در اثر سوختن یا ذوب شدن و چسبیدن به برش جلوگیری شود.
4. به طور منظم تجهیزات را برای اطمینان از عملکرد پایدار نگهداری کنید
شرایط خوب تجهیزات پیش نیاز پردازش بدون سوراخ کردن مداوم-است.آینه فوکوس و نازل را تمیز کنید: اگر سطح آینه فوکوس آلوده به گرد و غبار یا پاشش فلز باشد، باعث جابجایی کانون انرژی لیزر و کاهش توانایی برش می شود. انسداد نازل بر سرعت جریان و فشار گاز کمکی تأثیر می گذارد و اثر حذف سرباره را ضعیف می کند. توصیه می شود هر روز قبل از کار آینه فوکوس را با یک ماده تمیز کننده مخصوص پاک کنید و هر هفته نازل را برای لایروبی و تمیز کردن جدا کنید.
دقت راهنما و سیستم انتقال را بررسی کنید: سایش ریل راهنما یا شل بودن اجزای گیربکس باعث انحراف سر برش از مسیر دویدن می شود و در نتیجه بریدگی های شیبدار و در نتیجه سوراخ شدن ایجاد می شود. لازم است به طور منظم ریل راهنما را روغن کاری کنید، سفتی اجزای انتقال مانند چرخ دنده ها و تسمه ها را هر ماه بررسی کنید و مطمئن شوید که سر برش به آرامی حرکت می کند و به طور دقیق در محل قرار گرفته است. علاوه بر این، کالیبره کردن منظم مسیر نوری لیزر برای اطمینان از عمودی پرتو لیزر و دقت موقعیت نقطه کانونی نیز یک اقدام مهم برای جلوگیری از فرورفتگی است.
5. بهینه سازی فرآیند برای مواد خاص
برای مواد بسیار بازتابنده (مانند آلیاژهای مس و آلومینیوم) یا مواد با سختی بالا (مانند آلیاژهای تیتانیوم)، فرآیندهای هدفمند باید اتخاذ شود. هنگام برش مواد بسیار بازتابنده، می توان از ژنراتورهای لیزری سبز یا آبی (با نرخ جذب بالاتر برای لیزرهای کوتاه-طول موج) استفاده کرد و سرعت برش را کاهش داد و اوج قدرت را افزایش داد تا برش ناقص ناشی از انعکاس انرژی کاهش یابد. هنگام برش مواد با سختی بالا، حالت لیزر پالسی را میتوان برای سوراخ کردن فوراً از طریق پالسهای فرکانس بالا انتخاب کرد و از تغییر شکل حرارتی و بریدگیهای ناشی از عملکرد طولانیمدت لیزرهای پیوسته جلوگیری کرد.
در نتیجه، دستیابی به پردازش بدون فرز{0}}با دستگاه های برش لیزری یک پروژه سیستماتیک است. تنظیم دقیق پارامترها، بهینه سازی فرآیندهای کمکی در ترکیب با ویژگی های مواد و انجام کار خوب در تعمیر و نگهداری تجهیزات برای به دست آوردن برش های صاف و مسطح و در عین حال اطمینان از راندمان برش ضروری است.
--Rayther Laser Jack Sun--