כיצד יכולות מכונות חיתוך לייזר להשיג תוצאות חינמיות-בפעולות עיבוד

התרחשות של קוצים במהלך חיתוך לייזר לא רק משפיעה על הדיוק והמראה של חלקי העבודה, אלא גם מגדילה את העלות של תהליכי השחזה הבאים. השגת עיבוד חופשי-מצריך שליטה משותפת מממדים מרובים כגון פרמטרים של ציוד, מאפייני החומר ואופטימיזציה של תהליכים. השיטות הספציפיות הן כדלקמן:

1. התאמה מדויקת של פרמטרי לייזר כדי לשלוט בתפוקת האנרגיה

הרציונליות של פרמטרי לייזר חיונית להימנעות מכתמים. קוֹדֶם כֹּל,יש להתאים את כוח הלייזר לעובי החומר: כוח לא מספיק יגרום לחיתוך לא שלם של החומר, ומותיר מתכת לא-מתוכה כקוצים; כוח מוגזם עלול לגרום להתכת- יתר של החומר, והמתכת הנוזלית המקוררת תיצור כתמים נודולריים. לדוגמה, בעת חיתוך פלדת פחמן נמוכה- בעובי של 1-3 מ"מ, ההספק נקבע בדרך כלל על 1500-3000W, בעוד שללוחות עבים של 5-10 מ"מ, יש להגדיל את ההספק ל-3000-6000W.

שֵׁנִית,להתאים את מהירות ותדירות החיתוך: מהירות איטית מדי תאריך את זמן הקרנת הלייזר על החומר, תרחיב את אזור-החום המושפע ותגרום בקלות לקצוות בקצוות; מהירות גבוהה מדי תוביל לחיתוך לא שלם. באופן כללי, לוחות דקים מתאימות למהירות גבוהה ותדר גבוה (למשל, עבור לוחות פלדה 1-2 מ"מ, המהירות היא 10-15 מ"מ/דקה, והתדירות היא 5000-10000 הרץ), בעוד שצלחות עבות דורשות מהירות נמוכה יותר ותדר נמוך יותר (למשל, עבור לוחות פלדה 8 מ"מ, המהירות היא 1-3 מ"מ/דקות 1000-3000 הרץ).

בנוסף,לייעל את מיקום המוקד: מיקוד- עמוק מדי יפזר את האנרגיה, וכתוצאה מכך ברוחב לא אחיד של החלקים העליונים והתחתונים של החתך וישאיר בקלות כתמים בתחתית; מיקוד- רדוד מדי יגרום להמסה מוגזמת של פני השטח. בעת חיתוך מתכות, הפוקוס צריך להיות בדרך כלל 0.5-1 מ"מ מתחת לפני החומר, ולגבי חומרים שאינם מתכתיים, ניתן להזיז אותו כראוי כלפי מעלה.

2. בחר באופן סביר גזי עזר כדי לשפר את השפעת הסרת הסלאג

גזי עזר ממלאים תפקיד בהוצאת סיגים וקירור חלק העבודה במהלך חיתוך לייזר. הסוג, הלחץ והזרימה שלהם משפיעים ישירות על היווצרות הקוצים.עבור מתכות ברזליות כגון פלדת פחמן, חמצן עדיף כגז העזר: חמצן יכול להגיב עם המתכת בצורה חמצונית, לשחרר חום נוסף כדי לסייע בחיתוך, ובמקביל, חמצן בלחץ גבוה- יכול לפוצץ במהירות סיגים כדי להפחית שאריות. עם זאת, יש לשלוט בלחץ החמצן, בדרך כלל בין 0.3-0.8MPa. לחץ נמוך מדי יגרום להסרת סיגים לא מלאה, ולחץ גבוה מדי יגרום בקלות לחמצון מוגזם של הקצה החתוך, וייצור כתמים.

בעת חיתוך מתכות לא-ברזליות כגון נירוסטה וסגסוגות אלומיניום, יש להשתמש בגזים אינרטיים כגון חנקן: גזים אינרטיים יכולים למנוע חמצון חומר ולפוצץ סיגים מהחתך בזכות לחץ גבוה. לחץ החנקן בדרך כלל גבוה מזה של חמצן (0.5-1.2MPa), במיוחד עבור לוחות עבים. יש צורך להבטיח זרימת גז יציבה כדי למנוע שימור סיגים עקב תנודות לחץ. בנוסף, הקוטר והמרחק של פיית הגז צריכים גם הם להתאים. קוטר זרבובית קטן מדי- נוטה לאובדן לחץ, וקוטר גדול מדי יגרום לפיזור גז. מומלץ לבחור זרבובית בקוטר φ1.5-3 מ"מ בהתאם לעובי החומר, ולשמור על המרחק בין הפייה לחומר העבודה על 0.5-2 מ"מ.

3. עיבוד מוקדם של חומרים כדי להפחית את ההשפעה של פגמים מובנים

מצב החומר עצמו הוא הבסיס לעיבוד-ללא קוביות.ודא שמשטח חומר הגלם שטוח וללא שכבות תחמוצת: עבור לוחות מתכת חלודים או מכוסים באבנית-, שכבת התחמוצת תספוג חלק מהאנרגיה במהלך חיתוך הלייזר, וכתוצאה מכך טמפרטורת חיתוך לא אחידה ותגרום בקלות כתמים. לפני העיבוד, ניתן להסיר את שכבת התחמוצת על ידי טחינה, כבישה וכו', או לבחור צלחות עם איכות משטח מוסמכת.

שלוט בסובלנות לעובי החומר: אם סטיית העובי של חומרים באותה אצווה עולה על 0.1 מ"מ, יהיה קשה לאנרגיית הלייזר לפעול על החומר בצורה אחידה. החלקים הדקים נוטים להימס- יתר על המידה, והחלקים העבים נוטים להשאיר כתמים. לכן, יש צורך לבחור-חומרים באיכות גבוהה עם סובלנות קטנה לעובי ולבצע בדיקות נקודתיות על עובי הצלחת לפני החיתוך. בנוסף, עבור חומרים מצופים (כגון לוחות מגולוונים), יש צורך לאשר מראש האם הציפוי עמיד לטמפרטורות- גבוהות כדי למנוע כתמים הנוצרים כתוצאה משריפת הציפוי או התכה והיצמדות לחתך.

4. תחזק באופן קבוע ציוד כדי להבטיח פעולה יציבה

מצבו הטוב של הציוד הוא התנאי המקדים לעיבוד רציף-ללא קוביות.נקה את מראת המיקוד והזרבובית: אם פני השטח של מראת המיקוד מזוהמים באבק או בנתזי מתכת, זה יגרום למוקד אנרגיית הלייזר להזיז ולהפחית את יכולת החיתוך; חסימת זרבובית תשפיע על קצב הזרימה והלחץ של הגז המסייע, ותחליש את אפקט הסרת הסיגים. מומלץ לנגב את מראת המיקוד בחומר ניקוי מיוחד לפני ההפעלה כל יום, ולפרק את הפיה לניקיון ולניקוי מדי שבוע.

בדוק את הדיוק של מסילת ההדרכה ומערכת ההולכה: בלאי מסילה המנחה או רפיון של רכיבי ההילוכים יגרום לסטייה של ראש החיתוך ממסלול הריצה, וכתוצאה מכך לחתכים משופעים ובכך לקורות. יש צורך לשמן באופן קבוע את מסילת ההובלה, לבדוק את אטימות רכיבי ההילוכים כגון גלגלי שיניים ורצועות מדי חודש, ולוודא שראש החיתוך זז בצורה חלקה וממוקם בצורה מדויקת. בנוסף, כיול קבוע של הנתיב האופטי של הלייזר כדי להבטיח את האנכיות של קרן הלייזר ואת הדיוק של מיקום נקודת המוקד הוא גם מדד חשוב כדי למנוע כתמים.

5. אופטימיזציה של תהליך עבור חומרים מיוחדים

עבור חומרים מחזירי אור (כגון סגסוגות נחושת ואלומיניום) או חומרים בעלי קשיות- גבוהה (כגון סגסוגות טיטניום), יש לאמץ תהליכים ממוקדים. בעת חיתוך חומרים מחזירי אור, ניתן להשתמש במחוללי לייזר ירוקים או כחולים (עם קצב ספיגה גבוה יותר עבור לייזרים באורך גל קצר) ולהפחית את מהירות החיתוך ולהגדיל את שיא ההספק כדי להפחית חיתוך לא שלם הנגרם מהחזר אנרגיה. בעת חיתוך חומרים בעלי קשיות- גבוהה, ניתן לאמץ את מצב הלייזר הדופק כדי לחדור את החומר באופן מיידי באמצעות פעימות-תדירות גבוהות, תוך הימנעות דפורמציה תרמית וקורות הנגרמים כתוצאה מפעולה- ארוכת טווח של לייזרים מתמשכים.

לסיכום, השגת עיבוד נטול קצף-באמצעות מכונות חיתוך לייזר היא פרויקט שיטתי. יש צורך בהתאמה מדויקת של פרמטרים, לייעל תהליכי עזר בשילוב עם מאפייני החומר ולעשות עבודה טובה בתחזוקת הציוד כדי להשיג חיתוכים חלקים ושטוחים תוך הבטחת יעילות חיתוך.

--רייתר לייזר ג'ק סאן--