Jakie czynniki wpływają na jakość cięcia laserem światłowodowym?

Maszyna do cięcia laserem światłowodowym został szybko rozwinięty i zastosowany w przemyśle obróbki metali w ostatnich latach. Ma zalety dużej prędkości cięcia, wąskiej szerokości cięcia, szerokiego zakresu zastosowań i wysokiej precyzji. Wraz z rozwojem produkcji i stosowaniem nowych technologii ludzie mają coraz wyższe wymagania co do jakości cięcia maszynami do cięcia laserowego. Jednak osiągnięcie wysokiej jakości cięcia nie jest prostą sprawą. Jeśli nie jest odpowiednio kontrolowany, znacznie wpłynie to na jakość cięcia i precyzję maszyny do cięcia laserem światłowodowym.
Na jakość cięcia maszyny do cięcia laserem światłowodowym mają wpływ różne czynniki. W tym artykule wymieniono wydajność i przyczyny pogorszenia jakości cięcia oraz przedstawiono kilka rozwiązań pozwalających zoptymalizować te defekty.

Jakie są wady spowodowane niewłaściwym cięciem maszyny do cięcia laserem światłowodowym

Jeśli maszyna do cięcia laserem światłowodowym nie jest prawidłowo obsługiwana lub parametry są ustawione nieracjonalnie podczas procesu cięcia, może to spowodować różne wady cięcia. Wady te bezpośrednio wpływają na jakość cięcia i wydajność produktu końcowego. Poniżej przedstawiono niektóre typowe wady spowodowane niewłaściwym cięciem maszyn do cięcia laserem światłowodowym:

Usterka

Po tym, jak maszyna do cięcia laserem światłowodowym przecina metal, gaz pomocniczy zdmuchnie żużel. Jednak gdy prędkość cięcia jest zbyt duża lub moc lasera jest niewystarczająca, na krawędzi tnącej mogą pojawić się zadziory. Zadziory obniżą jakość wyglądu produktu i mogą mieć negatywny wpływ na montaż i użytkowanie przedmiotu obrabianego.

Żużel

Podczas procesu cięcia, jeśli moc lasera jest zbyt wysoka lub prędkość cięcia jest zbyt niska, stopiony materiał może zestalić się i utworzyć żużel na krawędzi skrawającej. Zmniejsza to jakość krawędzi cięcia i utrudnia późniejszą obróbkę.

Nierówne cięcie

Jeśli rozkład wiązki lasera jest nierówny lub jakość transmisji światłowodu jest niska, podczas procesu cięcia może wystąpić nierówna głębokość lub szerokość cięcia.

Pochylenie cięcia

Jeśli trajektoria cięcia jest niestabilna lub system sterowania ruchem jest niedokładny, może to spowodować odchylenia linii cięcia, przez co rozmiar przedmiotu obrabianego nie spełnia wymagań.

Brzegi oksydowane

Niektóre materiały metalowe łatwo reagują z tlenem podczas procesu cięcia, co powoduje utlenianie krawędzi skrawającej, co wpływa na wygląd i właściwości materiału.

Strefa wpływu ciepła jest zbyt duża

Podczas procesu cięcia laser wytwarza energię cieplną, a zbyt duża strefa wpływu ciepła może spowodować stopienie, odkształcenie lub stwardnienie wokół materiału, wpływając na dokładność i wydajność obrabianego przedmiotu.

Długoterminowa zmiana jakości cięcia

Jeśli system optyczny lub system dostarczania światłowodu nie jest regularnie konserwowany, może to prowadzić do długoterminowej utraty jakości cięcia, co wpływa na wydajność i koszty.

Przyczyny wpływające na jakość cięcia laserem światłowodowym

Na jakość cięcia laserem światłowodowym wpływa wiele przyczyn, materiały pokrywające, parametry lasera, układy optyczne, gazy pomocnicze, układy sterowania i wiele innych aspektów. Oto szczegółowe wyjaśnienie tych powodów:

Właściwości materiału

Różne materiały mają różne właściwości optyczne i przewodnictwo cieplne, które wpływają na absorpcję lasera i transmisję ciepła. Czynniki takie jak twardość, grubość i przewodność cieplna materiału będą również wpływać na strefę wpływu ciepła i stopień odkształcenia podczas cięcia.

Rodzaj materiału: Materiały metalowe mają na ogół wyższe współczynniki absorpcji lasera, podczas gdy materiały niemetaliczne (takie jak plastik, drewno itp.) mają niższy współczynnik absorpcji lasera. Dlatego konieczne jest odpowiednie zwiększanie i zmniejszanie mocy i parametrów lasera w zależności od rodzaju materiału, aby zapewnić odpowiednią energię cięcia.
Grubość materiału: Zbyt gruby materiał doprowadzi do zbyt małej prędkości cięcia, zwiększając w ten sposób cykl produkcyjny; podczas gdy zbyt cienki materiał jest podatny na niestabilność cięcia lub niepełną penetrację. Dostosuj parametry do materiałów o różnych grubościach, aby uzyskać najlepsze wyniki cięcia.
Jakość powierzchni materiału i właściwości optyczne: słaba powierzchnia powierzchni materiału, taka jak utlenianie i plamy oleju, doprowadzi do niestabilności cięcia i żużla oraz innych wad; ponadto właściwości optyczne materiału, w tym charakterystyka absorpcji i rozpraszania materiału w stosunku do lasera, będą miały bezpośredni wpływ na wydajność transmisji lasera i jakość ogniskowania.

Parametry lasera

Parametry lasera są ważnymi czynnikami wpływającymi na jakość cięcia laserem światłowodowym, w tym moc lasera, częstotliwość lasera, szerokość i częstotliwość impulsu itp. Różne parametry lasera będą miały różny wpływ na efekt cięcia.

Moc lasera: Moc lasera określa gęstość energii lasera. Zbyt duża moc może powodować żużel i przypalanie krawędzi skrawającej, a zbyt mała moc może powodować niepełne cięcie.
Częstotliwość lasera: Częstotliwość lasera wpływa na szybkość i jakość cięcia. Wyższe częstotliwości zwiększają prędkość cięcia, ale mogą obniżyć jakość cięcia. Właściwy dobór częstotliwości może zapewnić równowagę między szybkim cięciem a cięciem wysokiej jakości.
Szerokość impulsu: Szerokość impulsu określa czas działania lasera na materiał, zbyt długa szerokość impulsu może prowadzić do nadmiernego przewodzenia ciepła i wpłynąć na jakość cięcia. Krótsze szerokości impulsów pomagają zmniejszyć strefę wpływu ciepła, co skutkuje mniejszymi szerokościami cięcia.
Częstotliwość powtarzania: Częstotliwość powtarzania określa częstotliwość impulsu. Zbyt wysoka częstotliwość powtarzania może powodować nadmierne gromadzenie się ciepła i wpływać na jakość cięcia. Niższe częstotliwości powtarzania mogą wpływać na szybkość cięcia. Wybór odpowiedniej częstotliwości powtarzania pomoże zoptymalizować wyniki cięcia.

System optyczny

Układ optyczny odpowiada za przekazywanie światła lasera ze światłowodu do przedmiotu obrabianego i skupianie światła lasera w odpowiednim ognisku. Wydajność układu optycznego wpływa bezpośrednio na jakość cięcia laserem światłowodowym, a do konkretnych efektów należą:

Jakość wiązki: Jakość wiązki laserowej generatora laserowego, czyli wartość BPP, jest jednym z ważnych parametrów pomiaru jakości generatora laserowego. Im mniejsza wartość BPP, tym lepsza jakość belki, co oznacza gładsze przekroje i większą precyzję podczas obróbki blach.
Jakość ogniskowania: efekt ogniskowania układu optycznego określa rozmiar ogniska i głębokość ogniskowania lasera. Odpowiedni rozmiar ostrości może zapewnić dokładne cięcie, podczas gdy niewłaściwa ostrość może prowadzić do niewyraźnych krawędzi tnących, a nawet do pogorszenia jakości cięcia.
Dokładność ogniskowania: Dokładność ogniskowania układu optycznego określa pozycję i stabilność ogniskowania lasera. Niedokładna ostrość doprowadzi do odchylenia linii cięcia lub przesunięcia ostrości, wpływając na jakość i precyzję cięcia.

Gaz pomocniczy

Gaz pomocniczy odgrywa głównie rolę chłodzenia, czyszczenia i spalania w cięciu laserem światłowodowym. Wpływ na jakość cięcia laserem światłowodowym przejawia się głównie w następujących aspektach:

Efekt czyszczenia: Gaz pomocniczy może wydmuchać zanieczyszczenia, takie jak żużel, tlenki i zanieczyszczenia powstałe podczas procesu cięcia, z dala od obszaru cięcia, aby utrzymać obszar cięcia w czystości. Pomaga to poprawić efektywność absorpcji energii lasera i uniknąć wtórnego zanieczyszczenia podczas cięcia.
Przepływ gazu: Przepływ gazu pomocniczego określa siłę przepływu gazu w obszarze cięcia, zbyt duży lub zbyt niski przepływ gazu wpłynie na jakość cięcia. Właściwy przepływ gazu zapewnia stabilność i czystość obszaru cięcia.
Czystość gazu: Czystość gazu pomocniczego jest również ważnym czynnikiem wpływającym na jakość cięcia. Gaz o wysokiej czystości może zmniejszyć wpływ zanieczyszczeń na cięcie i zapewnić czystość obszaru cięcia.

System sterowania

System sterowania odgrywa istotną rolę w cięciu laserem światłowodowym. Polega ona na sterowaniu ruchem i regulacji parametrów maszyny tnącej, co bezpośrednio wpływa na jakość i dokładność cięcia. Konkretne skutki obejmują:

Stabilność układu sterowania ruchem: Układ sterowania ruchem maszyny do cięcia laserem światłowodowym odpowiada za sterowanie trajektorią ruchu głowicy lasera na obrabianym przedmiocie. Stabilność jest kluczem do zapewnienia jakości cięcia. Jeśli system sterowania ruchem jest niestabilny, może to prowadzić do zmian położenia ogniska lasera podczas procesu cięcia, czego skutkiem są przekrzywione linie cięcia lub nierówne cięcie.
Szybkość i przyspieszenie cięcia: System sterowania może regulować prędkość i przyspieszenie cięcia. Zbyt duża prędkość skrawania może spowodować niekompletne cięcie, natomiast zbyt mała prędkość może spowodować, że strefa wpływu ciepła będzie zbyt duża i wpłynie na jakość krawędzi skrawającej.

Jak zoptymalizować wady cięcia maszyn do cięcia laserem światłowodowym?

Podczas korzystania z metalowej wycinarki laserowej możesz napotkać różne defekty cięcia. Takie jak zadziory, żużel, deformacje cięcia, wypalone dziury itp. Optymalizacja jakości cięcia za pomocą maszyny do cięcia laserem światłowodowym wymaga kompleksowego rozważenia. Oto kilka sugestii i metod, które pomogą poprawić jakość cięcia za pomocą maszyny do cięcia laserem światłowodowym:

Żużel i zadziory

Odpowiednio dostosuj moc lasera, prędkość cięcia i przepływ gazu pomocniczego, aby zapewnić czas interakcji i efekt czyszczenia między laserem a materiałem. Ponadto regulacja i konserwacja układu optycznego, a także rozsądny wybór wysokiej jakości soczewek ogniskujących, mogą pomóc w ograniczeniu powstawania żużla i zadziorów.

Pochylenie linii cięcia

Sprawdź i wyreguluj system sterowania ruchem, aby zapewnić dokładność i stabilność trajektorii ruchu. Kalibracja dokładności ogniskowania głowicy lasera i zapewnienie jednorodności przepływu gazu wspomagającego może również pomóc w zmniejszeniu problemu przekrzywienia linii cięcia.

Nierówne cięcie

Odpowiednio dostosuj parametry lasera, aby zapewnić stabilność plamki w całym procesie cięcia i zapewnić jakość plamki laserowej. W przypadku grubszych materiałów można wykonać wiele cięć łącznie, aby uzyskać bardziej spójną głębokość cięcia.

Strefa wpływu ciepła jest zbyt duża

Optymalizuj parametry lasera, kontroluj moc i częstotliwość lasera oraz unikaj nadmiernego przenoszenia ciepła do materiałów. Ponadto efekt chłodzący gazu pomocniczego pomaga również zmniejszyć strefę wpływu ciepła.

Brzegi oksydowane

Wybierz odpowiedni gaz pomocniczy, aby zapewnić wystarczającą atmosferę ochronną w obszarze cięcia i ograniczyć kontakt materiałów z tlenem. Ponadto kontrolowanie przepływu i czystości gazu pomocniczego może również zmniejszyć powstawanie utlenionych krawędzi.

Zwęglanie i wypalanie dziur

Odpowiednio zmniejsz moc lasera i zwiększ prędkość cięcia, kontroluj czas interakcji lasera z materiałem oraz unikaj przypalania i wypalania dziur spowodowanego nadmiernym nagrzewaniem.

Podsumować

Ogólnie rzecz biorąc, wiele czynników wpływa na jakość cięcia maszyn do cięcia laserem światłowodowym. Aby uzyskać wyższy efekt cięcia, niezbędny jest dobór parametrów procesu przed cięciem oraz analiza problemów jakościowych po cięciu. Analizuj problemy z jakością na czas, dostosuj odpowiednie parametry procesu i ulepsz proces. Tylko dzięki pełnemu uwzględnieniu i optymalizacji tych czynników można osiągnąć wysokiej jakości wyniki cięcia.
Powyższe czynniki wpływają na jakość cięcia maszyn do cięcia laserem światłowodowym Laser AccTek. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o maszynach do cięcia laserem światłowodowym, możesz nas śledzić, będziemy regularnie aktualizować wszystkie treści dotyczące urządzeń laserowych.

Sprzęt laserowy

Informacje kontaktowe

Uzyskaj rozwiązania laserowe