Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt Laser sợi là gì?

Máy cắt laser sợi quang đã được phát triển và ứng dụng nhanh chóng trong ngành công nghiệp gia công kim loại trong những năm gần đây. Nó có ưu điểm là tốc độ cắt nhanh, chiều rộng cắt hẹp, phạm vi ứng dụng rộng và độ chính xác cao. Với sự phát triển của sản xuất và ứng dụng công nghệ mới, con người ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng cắt của máy cắt laser. Tuy nhiên, để đạt được chất lượng cắt cao không phải là vấn đề đơn giản. Nếu nó không được kiểm soát đúng cách, chất lượng cắt và độ chính xác của máy cắt laser sợi quang sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều.
Chất lượng cắt của máy cắt laser sợi quang bị ảnh hưởng toàn diện bởi nhiều yếu tố khác nhau. Bài viết này liệt kê hiệu suất và nguyên nhân dẫn đến chất lượng cắt bị ảnh hưởng và cung cấp một số giải pháp để tối ưu hóa những khiếm khuyết này.

Các lỗi gây ra bởi việc cắt máy cắt laser sợi quang không đúng cách là gì

Nếu máy cắt laser sợi quang không được vận hành đúng cách hoặc các thông số được đặt không hợp lý trong quá trình cắt, nó có thể gây ra các lỗi cắt khác nhau. Những khiếm khuyết này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cắt và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. Sau đây là một số lỗi phổ biến do máy cắt laser fiber cắt không đúng cách:

trục trặc

Sau khi máy cắt laser fiber cắt kim loại, khí phụ trợ sẽ thổi bay xỉ. Tuy nhiên, khi tốc độ cắt quá nhanh hoặc công suất laser không đủ, các vệt có thể xuất hiện trên lưỡi cắt. Các gờ sẽ làm giảm chất lượng bề ngoài của sản phẩm và có thể có tác động xấu đến việc lắp ráp và sử dụng phôi.

xỉ

Trong quá trình cắt, nếu công suất laser quá cao hoặc tốc độ cắt quá thấp, vật liệu nóng chảy có thể đông đặc lại và tạo thành xỉ ở lưỡi cắt. Điều này làm giảm chất lượng của cạnh cắt và làm cho quá trình xử lý tiếp theo trở nên khó khăn hơn.

cắt không đều

Nếu sự phân bố chùm tia laze không đồng đều hoặc chất lượng truyền sợi kém, chiều sâu hoặc chiều rộng cắt không đồng đều có thể xảy ra trong quá trình cắt.

cắt xiên

Nếu quỹ đạo cắt không ổn định hoặc hệ thống điều khiển chuyển động không chính xác có thể làm cho đường cắt bị lệch khiến kích thước phôi không đạt yêu cầu.

Các cạnh bị oxy hóa

Một số vật liệu kim loại rất dễ phản ứng với oxy trong quá trình cắt, dẫn đến quá trình oxy hóa của lưỡi cắt, ảnh hưởng đến hình thức và tính chất của vật liệu.

Vùng ảnh hưởng nhiệt quá lớn

Trong quá trình cắt, tia laser tạo ra năng lượng nhiệt và vùng ảnh hưởng nhiệt quá lớn có thể gây nóng chảy, biến dạng hoặc cứng xung quanh vật liệu, ảnh hưởng đến độ chính xác và hiệu suất của phôi.

Thay đổi chất lượng cắt dài hạn

Nếu hệ thống quang học hoặc hệ thống phân phối sợi quang không được bảo trì thường xuyên, về lâu dài có thể dẫn đến giảm chất lượng vết cắt, ảnh hưởng đến năng suất và chi phí.

Những lý do ảnh hưởng đến chất lượng cắt Laser Fiber

Nhiều lý do ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser sợi quang, vật liệu bao phủ, thông số laser, hệ thống quang học, khí phụ trợ, hệ thống điều khiển và nhiều khía cạnh khác. Dưới đây là giải thích chi tiết về những lý do này:

Tính chất vật liệu

Các vật liệu khác nhau có tính chất quang học và độ dẫn nhiệt khác nhau, ảnh hưởng đến sự hấp thụ và truyền nhiệt của laser. Các yếu tố như độ cứng, độ dày và độ dẫn nhiệt của vật liệu cũng sẽ ảnh hưởng đến vùng ảnh hưởng nhiệt và mức độ biến dạng trong quá trình cắt.

Loại vật liệu: Vật liệu kim loại thường có tỷ lệ hấp thụ laze cao hơn, trong khi vật liệu phi kim loại (như nhựa, gỗ, v.v.) có tỷ lệ hấp thụ laze thấp hơn. Do đó, cần tăng giảm công suất và thông số laser một cách hợp lý tùy theo loại vật liệu để đảm bảo đủ năng lượng cắt.
Độ dày vật liệu: Vật liệu quá dày sẽ dẫn đến tốc độ cắt quá chậm, do đó làm tăng chu kỳ sản xuất; trong khi vật liệu quá mỏng dễ bị cắt không ổn định hoặc xuyên thấu không hoàn toàn. Điều chỉnh các thông số cho các vật liệu có độ dày khác nhau để đạt được kết quả cắt tốt nhất.
Chất lượng bề mặt vật liệu và tính chất quang học: bề mặt vật liệu kém, chẳng hạn như quá trình oxy hóa và vết dầu sẽ dẫn đến sự mất ổn định của vết cắt và xỉ và các khuyết tật khác; Ngoài ra, các đặc tính quang học của vật liệu, bao gồm đặc tính hấp thụ và tán xạ của vật liệu đối với tia laser, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất truyền dẫn và chất lượng lấy nét của tia laser.

thông số laser

Các thông số laser là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser sợi quang, bao gồm công suất laser, tần số laser, độ rộng xung và tần số, v.v. Các thông số laser khác nhau sẽ có tác động khác nhau đến hiệu ứng cắt.

Công suất laser: Công suất laser xác định mật độ năng lượng của laser. Công suất quá cao có thể gây ra xỉ và cháy sém trên lưỡi cắt, còn công suất quá thấp có thể khiến lưỡi cắt không hoàn thiện.
Tần số laser: Tần số laser ảnh hưởng đến tốc độ và chất lượng của vết cắt. Tần số cao hơn làm tăng tốc độ cắt nhưng có thể làm giảm chất lượng cắt. Lựa chọn tần số phù hợp có thể tạo ra sự cân bằng giữa cắt tốc độ cao và cắt chất lượng cao.
Độ rộng xung: Độ rộng xung xác định thời gian hoạt động của tia laser trên vật liệu, độ rộng xung quá dài có thể dẫn đến dẫn nhiệt quá mức và ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Độ rộng xung ngắn hơn giúp giảm vùng ảnh hưởng nhiệt, dẫn đến độ rộng vết cắt nhỏ hơn.
Tần số lặp lại: Tần số lặp lại xác định tần số của xung. Tần số lặp lại quá cao có thể gây ra nhiệt tích tụ quá mức và ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Tỷ lệ lặp lại thấp hơn có thể ảnh hưởng đến tốc độ cắt. Chọn tỷ lệ lặp lại thích hợp sẽ giúp tối ưu hóa kết quả cắt.

Hệ thống quang học

Hệ thống quang học chịu trách nhiệm truyền ánh sáng laser từ sợi quang đến phôi và tập trung ánh sáng laser vào tiêu điểm thích hợp. Hiệu suất của hệ thống quang học ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cắt laser sợi quang và các tác động cụ thể bao gồm:

Chất lượng chùm tia: Chất lượng chùm tia laze của máy phát laze, nghĩa là giá trị BPP, là một trong những thông số quan trọng để đo chất lượng của máy phát laze. Giá trị BPP càng nhỏ thì chất lượng chùm tia càng tốt, nghĩa là các mặt cắt mịn hơn và độ chính xác cao hơn khi gia công kim loại tấm.
Chất lượng lấy nét: Hiệu ứng lấy nét của hệ thống quang học xác định kích thước tiêu cự và độ sâu tiêu cự của tia laser. Kích thước tiêu điểm phù hợp có thể cắt tốt, trong khi tiêu điểm không phù hợp có thể dẫn đến các cạnh cắt không rõ ràng và thậm chí giảm chất lượng cắt.
Độ chính xác lấy nét: Độ chính xác lấy nét của hệ thống quang học xác định vị trí và độ ổn định của tiêu điểm laser. Tiêu điểm không chính xác sẽ dẫn đến lệch đường cắt hoặc lệch tiêu điểm, ảnh hưởng đến chất lượng và độ chính xác của đường cắt.

khí phụ trợ

Khí phụ trợ chủ yếu đóng vai trò làm mát, làm sạch và đốt cháy trong quá trình cắt laser sợi quang. Tác động đến chất lượng cắt laser sợi quang chủ yếu được phản ánh ở các khía cạnh sau:

Hiệu quả làm sạch: Khí phụ trợ có thể thổi các tạp chất như xỉ, oxit và mảnh vụn được tạo ra trong quá trình cắt ra khỏi khu vực cắt để giữ cho khu vực cắt luôn sạch sẽ. Điều này giúp cải thiện hiệu quả hấp thụ năng lượng laser và tránh ô nhiễm thứ cấp trong quá trình cắt.
Lưu lượng khí: Lưu lượng khí phụ quyết định cường độ dòng khí trong vùng cắt, lưu lượng khí quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Lưu lượng khí thích hợp giữ cho khu vực cắt ổn định và sạch sẽ.
Độ tinh khiết của khí: Độ tinh khiết của khí phụ trợ cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Khí có độ tinh khiết cao có thể làm giảm tác động của tạp chất khi cắt và đảm bảo độ tinh khiết của khu vực cắt.

Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển đóng một vai trò quan trọng trong việc cắt laser sợi quang. Nó liên quan đến việc điều khiển chuyển động và điều chỉnh tham số của máy cắt, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ chính xác của quá trình cắt. Các tác động cụ thể bao gồm:

Tính ổn định của hệ thống điều khiển chuyển động: Hệ thống điều khiển chuyển động của máy cắt laser fiber có nhiệm vụ điều khiển quỹ đạo chuyển động của đầu laser trên phôi. Sự ổn định là chìa khóa để đảm bảo chất lượng cắt. Nếu hệ thống điều khiển chuyển động không ổn định có thể dẫn đến thay đổi vị trí tiêu điểm laser trong quá trình cắt, dẫn đến đường cắt bị lệch hoặc vết cắt không đều.
Tốc độ cắt và gia tốc: Hệ thống điều khiển có thể điều chỉnh tốc độ cắt và gia tốc. Tốc độ cắt quá nhanh có thể dẫn đến cắt không hoàn toàn, trong khi tốc độ cắt quá chậm có thể khiến vùng ảnh hưởng nhiệt quá lớn và ảnh hưởng đến chất lượng của lưỡi cắt.

Làm thế nào để tối ưu hóa các khuyết tật cắt của máy cắt laser sợi quang?

Khi sử dụng máy cắt laser kim loại, bạn có thể gặp phải nhiều lỗi cắt khác nhau. Chẳng hạn như gờ, xỉ, biến dạng khi cắt, lỗ cháy, v.v. Việc tối ưu hóa chất lượng cắt của máy cắt laser sợi quang đòi hỏi phải xem xét toàn diện. Dưới đây là một số gợi ý và phương pháp giúp nâng cao chất lượng cắt của máy cắt laser sợi quang:

Xỉ và gờ

Điều chỉnh hợp lý công suất laser, tốc độ cắt và lưu lượng khí phụ để đảm bảo thời gian tương tác và hiệu quả làm sạch giữa laser và vật liệu. Ngoài ra, việc điều chỉnh và bảo trì hệ thống quang học, cũng như lựa chọn hợp lý các thấu kính hội tụ chất lượng cao, có thể giúp giảm tạo xỉ và gờ.

Đường cắt nghiêng

Kiểm tra, hiệu chỉnh hệ thống điều khiển chuyển động để đảm bảo độ chính xác và ổn định của quỹ đạo chuyển động. Hiệu chỉnh độ chính xác tiêu cự của đầu laze và đảm bảo tính đồng nhất của dòng khí hỗ trợ cũng có thể giúp giảm vấn đề lệch đường cắt.

cắt không đều

Điều chỉnh đúng các tham số laser để đảm bảo sự ổn định của điểm trong toàn bộ quá trình cắt và đảm bảo chất lượng của điểm laser. Đối với vật liệu dày hơn, có thể thực hiện nhiều vết cắt cộng dồn để có chiều sâu cắt ổn định hơn.

Vùng ảnh hưởng nhiệt quá lớn

Tối ưu hóa các thông số laser, kiểm soát công suất và tần số laser, đồng thời tránh truyền nhiệt quá mức vào vật liệu. Ngoài ra, tác dụng làm mát của khí phụ còn giúp giảm vùng ảnh hưởng nhiệt.

Các cạnh bị oxy hóa

Chọn khí phụ trợ thích hợp để đảm bảo đủ môi trường bảo vệ trong khu vực cắt và giảm sự tiếp xúc giữa vật liệu và oxy. Ngoài ra, việc kiểm soát lưu lượng và độ tinh khiết của khí phụ trợ cũng có thể làm giảm việc tạo ra các cạnh bị oxy hóa.

Đốt than và đốt lỗ

Giảm công suất laser một cách hợp lý và tăng tốc độ cắt, kiểm soát thời gian tương tác giữa laser và vật liệu, đồng thời tránh hiện tượng cháy xém và cháy lỗ do gia nhiệt quá mức.

tóm tắt

Nói chung, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser sợi quang. Để đạt được hiệu quả cắt cao hơn, việc lựa chọn các thông số quy trình trước khi cắt và phân tích các vấn đề chất lượng sau khi cắt là rất cần thiết. Phân tích kịp thời các vấn đề về chất lượng, điều chỉnh các thông số quy trình có liên quan và cải thiện quy trình. Chỉ bằng cách xem xét đầy đủ và tối ưu hóa các yếu tố này, kết quả cắt chất lượng cao mới có thể đạt được.
Trên đây là những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser fiber được chia sẻ bởi AccTekLaser. Nếu bạn muốn biết thêm về máy cắt laser fiber, bạn có thể theo dõi chúng tôi, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật tất cả các nội dung về thiết bị laser.

thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser