Výskyt otřepů při řezání laserem ovlivňuje nejen přesnost a vzhled obrobků, ale také zvyšuje náklady na následné procesy broušení. Dosažení otřepů-zpracování bez otřepů vyžaduje společné řízení z různých dimenzí, jako jsou parametry zařízení, materiálové charakteristiky a optimalizace procesu. Konkrétní metody jsou následující:
1. Přesné přizpůsobení parametrů laseru k řízení energetického výstupu
Racionalita parametrů laseru je zásadní pro zamezení otřepů. Za prvé,výkon laseru musí být přizpůsoben tloušťce materiálu: nedostatečný výkon bude mít za následek neúplné řezání materiálu a ponechání nespáleného kovu jako otřepů; nadměrný výkon může způsobit nadměrné{1}}tavení materiálu a ochlazený tekutý kov vytvoří nodulární otřepy. Například při řezání nízkouhlíkové oceli o tloušťce 1–3 mm je výkon obvykle nastaven na 1500–3000 W, zatímco u tlustých plechů 5–10 mm je třeba výkon zvýšit na 3000–6000 W.
Za druhé,upravte rychlost a frekvenci řezání: příliš nízká rychlost prodlouží dobu laserového ozařování materiálu, rozšíří tepelně-ovlivněnou zónu a snadno způsobí otřepy na hranách; příliš vysoká rychlost povede k neúplnému řezání. Obecně řečeno, tenké plechy jsou vhodné pro vysokou rychlost a vysokou frekvenci (např. pro 1-2mm ocelové plechy je rychlost 10-15m/min a frekvence je 5000-10000Hz), zatímco tlusté plechy vyžadují nižší rychlost a nižší frekvenci (např. pro 8mm ocelové plechy je rychlost 1-3m/min a frekvence je 3000Hz).
navícoptimalizovat polohu ohniska: příliš-hluboké zaostření rozptýlí energii, což má za následek nerovnoměrnou šířku horní a spodní části řezu a snadno zanechá otřepy ve spodní části; příliš-mělké ohnisko způsobí nadměrné roztavení povrchu. Při řezání kovů by ohnisko mělo být obvykle 0,5-1 mm pod povrchem materiálu a u nekovových materiálů jej lze vhodně posunout nahoru.
2. Rozumně zvolte pomocné plyny pro zvýšení efektu odstraňování strusky
Pomocné plyny hrají roli při odfukování strusky a chlazení obrobku při řezání laserem. Jejich typ, tlak a průtok přímo ovlivňují tvorbu otřepů.Pro železné kovy, jako je uhlíková ocel, je jako pomocný plyn výhodný kyslík: Kyslík může reagovat s kovem oxidačně, uvolňovat dodatečné teplo, které napomáhá řezání, a zároveň může vysokotlaký-kyslík rychle odfouknout strusku a snížit tak zbytky. Tlak kyslíku však musí být řízen, obecně mezi 0,3-0,8 MPa. Příliš nízký tlak bude mít za následek neúplné odstranění strusky a příliš vysoký tlak snadno způsobí nadměrnou oxidaci řezné hrany a tvoří otřepy.
Při řezání neželezných{0}}kovů, jako je nerezová ocel a slitiny hliníku, by se měly používat inertní plyny, jako je dusík: inertní plyny mohou zabránit oxidaci materiálu a vyfukovat strusku z řezu působením vysokého tlaku. Tlak dusíku je obvykle vyšší než tlak kyslíku (0,5-1,2MPa), zejména u tlustých desek. Je nutné zajistit stabilní proudění plynu, aby se zabránilo zadržování strusky v důsledku kolísání tlaku. Kromě toho musí také odpovídat průměr a vzdálenost plynové trysky. Příliš-malý průměr trysky je náchylný ke ztrátě tlaku a příliš velký způsobí difúzi plynu. Doporučuje se vybrat trysku o průměru φ1,5-3 mm podle tloušťky materiálu a udržovat vzdálenost mezi tryskou a obrobkem na 0,5-2 mm.
3. Předzpracujte materiály, abyste snížili dopad inherentních vad
Základem pro zpracování bez otřepů-je samotný stav materiálu.Ujistěte se, že povrch suroviny je rovný a bez oxidických vrstev: u rezavých nebo okuje pokrytých-kovových desek bude vrstva oxidu absorbovat část energie během řezání laserem, což má za následek nerovnoměrnou teplotu řezání a snadno způsobí otřepy. Před zpracováním lze vrstvu oxidu odstranit broušením, mořením atd. nebo lze vybrat desky s kvalifikovanou kvalitou povrchu.
Kontrolujte toleranci tloušťky materiálu: Pokud odchylka tloušťky materiálů ve stejné dávce překročí 0,1 mm, bude pro laserovou energii obtížné působit na materiál rovnoměrně. Tenké části jsou náchylné k přetavení-a silné části jsou náchylné k zanechání otřepů. Proto je nutné vybrat vysoce kvalitní-materiály s malou tolerancí tloušťky a před řezáním provést namátkové kontroly tloušťky plechu. U potažených materiálů (jako jsou pozinkované plechy) je navíc nutné předem potvrdit, zda je povlak odolný vůči vysokým teplotám, aby se zabránilo otřepům vzniklým při hoření nebo roztavení povlaku a přilnutí k řezu.
4. Pravidelně udržujte zařízení pro zajištění stabilního provozu
Dobrý stav zařízení je předpokladem pro nepřetržité zpracování-bez otřepů.Vyčistěte zaostřovací zrcátko a trysku: pokud je povrch zaostřovacího zrcadla znečištěn prachem nebo kovovými rozstřiky, způsobí to posunutí zaostření laserové energie a snížení řezné schopnosti; ucpání trysky ovlivní průtok a tlak pomocného plynu a oslabí účinek odstraňování strusky. Zaostřovací zrcátko se doporučuje před provozem každý den otřít speciálním čisticím prostředkem a každý týden demontovat trysku pro bagrování a čištění.
Zkontrolujte přesnost vodicí lišty a převodového systému: opotřebení vodicí lišty nebo uvolnění součástí převodu způsobí vychýlení řezací hlavy z pojezdové dráhy, což má za následek šikmé řezy a tedy otřepy. Je nutné pravidelně promazávat vodicí lištu, každý měsíc kontrolovat těsnost převodových součástí, jako jsou ozubená kola a řemeny, a zajistit, aby se řezací hlava pohybovala hladce a byla přesně umístěna. Kromě toho pravidelná kalibrace optické dráhy laseru pro zajištění svislosti laserového paprsku a přesnosti polohy ohniska je také důležitým opatřením pro zamezení otřepů.
5. Optimalizace procesu pro speciální materiály
U vysoce reflexních materiálů (jako jsou slitiny mědi a hliníku) nebo materiálů s vysokou{0}}tvrdostí (jako jsou slitiny titanu) je třeba přijmout cílené postupy. Při řezání vysoce reflexních materiálů lze použít zelené nebo modré laserové generátory (s vyšší mírou absorpce u krátkovlnných laserů) a lze snížit rychlost řezání a zvýšit špičkový výkon, aby se omezilo neúplné řezání způsobené odrazem energie. Při řezání materiálů s vysokou-tvrdostí lze použít režim pulzního laseru, který materiál okamžitě prorazí pomocí vysokofrekvenčních-pulsů, čímž se zabrání tepelné deformaci a otřepům způsobeným dlouhodobým-působením kontinuálních laserů.
Závěrem lze říci, že dosažení opracování-bez otřepů pomocí laserových řezacích strojů je systematický projekt. Je nutné přesně nastavit parametry, optimalizovat pomocné procesy v kombinaci s materiálovými charakteristikami a odvést dobrou práci při údržbě zařízení, aby bylo dosaženo hladkých a plochých řezů při zajištění účinnosti řezání.
--Rayther Laser Jack Sun--