Rozwiązywanie problemów z zadziorami podczas cięcia laserowego: dlaczego ustawienia się nie zmieniły, ale jakość spada

Dla partii części ze stali nierdzewnej o grubości 3mm obrobionych na normiemaszyna do cięcia laserem z włókna metalowegorano krawędzie cięcia były gładkie. Jednak po południu pracownicy zauważyli, że pomimo niezmienionych ustawień programu procesu, prędkości, mocy i ciśnienia gazu, na dolnych krawędziach części zaczął tworzyć się pierścień twardych zadziorów.

Najczęstszą początkową reakcją-na budowie jest zwiększenie mocy i zmniejszenie prędkości cięcia. Choć na początku wydaje się to trochę pomagać, po przecięciu kilkudziesięciu arkuszy zadziory powracają, czemu towarzyszy żółknięcie wzdłuż ciętej krawędzi i zwiększone gromadzenie się zgarów.

Prawdziwa trudność w tego typu problemach polega na tym, żeniezmienne parametry na ekranie nie oznaczają, że rzeczywista energia i przepływ powietrza dostarczany do nacięcia pozostają niezmienione.Cięcie laserowe to proces realizowany wspólnie przez optykę, gaz, materiał i warunki ruchu. Powolny dryft dowolnego pojedynczego czynnika może nagle spowodować, że wcześniej odpowiednie parametry stały się całkowicie nieskuteczne.

Wiązka laserowa podgrzewa zlokalizowany materiał, aż do stopienia lub odparowania. Następnie gaz wspomagający wchodzi do szczeliny z dużą prędkością przez dyszę, wydmuchując stopiony metal w dół i na zewnątrz. W idealnym stanie prędkość topienia odpowiada zdolności usuwania żużla, pozostawiając na dnie jedynie bardzo lekki żużel,-czasami całkowicie eliminując potrzebę wtórnego gratowania.

Jeśli stopiony metal nie zostanie na czas odprowadzony z dna nacięcia, ochładza się i przywiera do krawędzi, tworząc zadziory. Dlatego diagnozując zadziory, nie należy po prostu pytać„Czy moc jest wystarczająco duża?”Zamiast tego zadaj trzy pytania jednocześnie: Czy materiał topi się stabilnie? Czy nacięcie pozostaje czyste i niezasłonięte? Czy przepływ powietrza faktycznie wydmuchuje stopiony materiał?

• Drobne, jednolite i ciągłe zadziorysą często związane z odchyleniami w położeniu ogniska, prędkości cięcia lub przepustowości gazu.
• Zadziory pojawiające się tylko w określonym kierunku lub na określonym obszarzesugerują niewspółosiowość dyszy (poza-osią środkową), wypaczenie arkusza lub wahania odległości głowicy tnącej.
• Nieregularne lub zmienne zadzioryoznacza, że ​​należy sprawdzić, czy ciśnienie źródła gazu i natężenie przepływu są stabilne.

Najpierw przeanalizuj morfologię zadziorów przed dotknięciem parametrów-zazwyczaj pozwala to zaoszczędzić znacznie więcej materiału niż powtarzalne cięcia próbne-i-błędy.

Warto zauważyć, że zadziory powstające na różnych materiałach, grubościach blach i gazach wspomagających nie są identyczne. Nie można sztywno zastosować jednego, ogólnego „wykresu odniesienia zadziorów”. Na przykład twardy żużel z cięcia stali nierdzewnej-wspomaganym azotem i żużel tlenkowy z cięcia stali węglowej-wspomaganym tlenem mogą wyglądać podobnie, ale leżące u ich podstaw reakcje termiczne i wymagane korekty mogą być zupełnie inne. Zawsze najpierw sprawdź materiał, grubość blachy, rodzaj gazu i oryginalne ustawienia procesu.

Bardziej praktycznym podejściem jestzachować kwalifikowaną część próbną i pełny zapis procesu, gdy maszyna jest w dobrym stanie.Gdy wystąpi problem, porównaj nowe i stare próbki element po elemencie,-sprawdzając kolor cięcia, wzory prążków, żużel na dnie i różnice w kierunkach-przed wykonaniem cięć testowych na małą-skalę. Zapewnia to punkt odniesienia specyficzny dla Twojej maszyny i materiału, który jest o wiele bardziej niezawodny niż zgadywanie przyczyn wyłącznie na podstawie zdjęć znalezionych w Internecie.

Dysza ogranicza jednocześnie wiązkę lasera i gaz wspomagający. Jeśli żużel przylega do końcówki dyszy, ma ślady przypaleń, odkształcenia lub-nie został ponownie ustawiony pod kątem współosiowości po wymianie, przepływ powietrza wpadającego przez szczelinę może przechylić się w jedną stronę-nawet jeśli odczyt ciśnienia gazu na sterowniku jest całkowicie normalny.

Typowe znaki w-witrynie obejmują:

• Różne stopnie zadziorów w różnych kierunkach wzdłuż tego samego okrągłego konturu (szczególnie krytyczne podczasprecyzyjna obróbka otworów okrągłych).
• Zmiany jakości krawędzi cięcia podczas cięcia linii prostych w różnych kierunkach.
• Dysza wygląda dobrze wizualnie, ale test na taśmie lub-kontrola wbudowanego sprzętu wykazuje, że plamka wiązki nie jest-pośrodku.

Podczas przeprowadzania inspekcji,najpierw wyłącz maszynę i postępuj zgodnie ze standardemprocedury obsługi wycinarki laserem światłowodowym.Następnie sprawdź, czy otwór dyszy jest idealnie okrągły i wolny od odprysków lub śladów uderzeń. Sprawdź model dyszy, średnicę kryzy i stan instalacji. Na koniec skalibruj współosiowość zgodnie z instrukcją sprzętu.

Ważna uwaga:Nie uderzaj otworu dyszy twardymi przedmiotami i nigdy nie zakładaj, że samo zainstalowanie „nowej dyszy” automatycznie oznacza, że ​​stan dyszy jest prawidłowy.

Soczewka ochronna w głowicy do cięcia laserem światłowodowym służy do izolowania kurzu, dymu i odprysków. Gdy na powierzchni soczewki pojawi się zamglenie, film olejowy lub mikro-plamy przypalone, jej przepuszczalność i charakterystyka wiązki mogą się zmienić, powodując miejscowe nagrzewanie (soczewkowanie termiczne). Chociaż operator nie widzi zmiany w ustawionej mocy, efektywna wiązka dostarczana do przedmiotu obrabianego może nie być już stabilna.

Ponadto wymiana obiektywu, kolizje głowicy tnącej,-nieprawidłowości mechanizmu automatycznego ustawiania ostrości lub zmiany stanu kalibracji mogą również powodować odchylenie rzeczywistej pozycji ogniskowej od wykresu parametrów. Podczas gdy cienkie arkusze nadal ledwo dają się ciąć, nieco grubsze płyty lub kontury małych otworów są zwykle pierwszymi, które ujawniają te problemy.

Właściwe podejście jestnieczęstego demontażu ścieżki optycznej tylko po to, aby „szybko ją przetrzeć”. Zamiast tego należy najpierw obserwować alarmy maszyny, wartości monitorowania soczewek ochronnych (temperatura/przepuszczalność) i zmiany jakości cięcia, a następnie sprawdzić lub wymienić soczewkę zgodnie z procedurami dotyczącymi pomieszczeń czystych określonymi przez producenta. Niespełniające norm środowiska, materiały czyszczące lub techniki obsługi podczas zdejmowania i montażu soczewek w rzeczywistości częściej powodują wprowadzenie nowych cząstek lub zadrapań, wpływających na ogólnąkontrola jakości cięcia metalu.

Rola gazu wspomagającego wykracza poza zwykłe „uczestnictwo w procesie cięcia”-co ważniejsze, musi on w sposób ciągły usuwać stopiony metal z nacięcia. Normalne ciśnienie na butli z gazem lub w zbiorniku wskazuje jedynie, że ciśnienie statyczne lub ciśnienie przed gazem w określonym punkcie pomiarowym jest normalne. Nie dowodzi, że podczas dynamicznego cięcia na wylocie dyszy utrzymuje się odpowiednie ciśnienie, natężenie przepływu i czystość.

Przyczyną mogą być takie czynniki, jak zatkane filtry, zbyt małe średnice rur, ograniczenia w montażu, wiele maszyn zużywających gaz jednocześnie lub powolna reakcja grupy zaworów.dynamiczne spadki ciśnienia. Podczas cięcia stali nierdzewnej azotem niewystarczające natężenie przepływu lub czystość często prowadzą zarówno do powstawania żużli dennych, jak i żółknięcia wzdłuż krawędzi cięcia. Aby uzyskać głębsze informacje techniczne, zapoznaj się z naszym przewodnikiem na tematdobór gazu pomocniczego do cięcia laserowego.

Rozwiązywanie problemów z przewodem gazowym powinno przebiegać zgodnie ze ścieżką przepływu gazu, krok po kroku--:

Najlepiej jest monitorować ciśnienie dynamiczne i natężenie przepływu podczas samego procesu cięcia, zamiast polegać wyłącznie na szybkim spojrzeniu na manometr, gdy sprzęt jest bezczynny.

Nawet jeśli materiały są oznaczone tym samym oznaczeniem,-np. „stal nierdzewna 304” lub „stal węglowa Q235”-w dalszym ciągu mogą występować różnice w zależności od partii wypalanych, stanu powierzchni, tolerancji grubości, powłok i poziomu rdzy. Folie ochronne powierzchni, plamy oleju lub zgorzelina walcownicza mogą zmieniać absorpcję energii i stabilność cięcia. Co więcej, nierówna powierzchnia arkusza powoduje różnice w odległości dystansu, bezpośrednio wpływając na sprzęgło przepływu powietrza iCharakterystyka krawędzi tnącej lasera.

Dlatego też, gdy zaraz po zmianie arkuszy, partii lub dostawców zaczynają pojawiać się zadziory, nie należy od razu zakładać, że maszyna jest uszkodzona. Zachowaj kawałek arkusza materiału, który wcześniej został gładko przycięty, aby wykonać cięcie porównawcze-zwykle pozwala to szybko rozróżnić „problemy ze sprzętem” od „problemów z materiałami”.

Dopiero po sprawdzeniu dyszy, współosiowości, soczewek, kalibracji ostrości, przewodów gazowych i materiału należy przystąpić do-dostrajania parametrów. Zaleca się najpierw przywrócić ustawienia domyślne przy użyciu ustrukturyzowanej metodologiiokreślanie parametrów procesu cięcia laserowego. Następnie należy stopniowo regulować prędkość cięcia, położenie ogniska, ciśnienie gazu lub odległość odsunięcia w oparciu o morfologię zadziorów.

Zmień tylko jedną zmienną na raz i zapisz numer części, partię materiału, specyfikację dyszy, stan soczewki, ostrość, prędkość i ciśnienie gazu. W przeciwnym razie, jeśli zmienisz trzy lub cztery ustawienia na raz, nawet jeśli jakość cięcia poprawi się, nie będziesz wiedział, która regulacja faktycznie zadziałała, co zmusi Cię do ponownego przeprowadzenia prób i błędów następnym razem.

Operacje w witrynie- mogą przebiegać według następującej kolejności:

1. Zbadaćpołożenie, kierunek, ciągłość i kolor zadziorów;
2. Sprawdzaćotwór dyszy, model dyszy, współosiowość i kontrola wysokości (odsunięcie);
3. Sprawdzaćsoczewka ochronna, kalibracja ostrości i stan głowicy tnącej;
4. Zweryfikowaćdynamiczne ciśnienie gazu, natężenie przepływu, czystość i ograniczenia linii;
5. Porównywaćz poprzednią partią materiału w arkuszach i-dostosuj parametry, używając tylko jednej zmiennej w ostatnim kroku.

Najbardziej niebezpiecznym podejściem jest założenie, że gdy jakość cięcia laserowego ulega pogorszeniu„ponieważ parametry się nie zmieniły, nie zmienił się też stan sprzętu.” Parametry to jedynie polecenia-. Dysza, ścieżka optyczna, przewód gazowy i materiał decydują o ostatecznym sposobie wykonywania tych poleceń.Przywrócenie warunków maszyny do optymalnego stanu przed omówieniem optymalizacji parametrów jest zwykle szybsze niż ślepe zwiększanie mocy i znacznie mniej prawdopodobne, że spowoduje wprowadzenie nowych problemów.