Основные процессы лазерной резки и их влияние на качество конечного результата
В процессе лазерной резки металла можно выделить несколько ключевых этапов:
-
Нагрев и расплавление материала: лазерный луч воздействует на металл, вызывая его нагрев до температуры плавления.
-
Испарение металла: часть расплавленного материала переходит в газообразное состояние.
-
Удаление расплавленного металла: для эвакуации расплава из зоны реза используется вспомогательный газ.
Вспомогательный газ играет важную роль в обеспечении высокого качества кромки. Его функции могут варьироваться в зависимости от типа газа:
-
Кислород: способствует удалению расплавленного металла и участвует в процессе окисления материала.
-
Азот: удаляет расплавленный металл без его окисления.
Выбор газа для резки
Подбор газа зависит от типа обрабатываемого материала и его толщины. Основные рекомендации включают:
-
Кислород: эффективен для резки низкоуглеродистых сталей любой толщины, алюминия и его сплавов, а также меди, а также нержавеющей стали толщиной до 5 мм.
-
Азот: рекомендуется для резки нержавеющей стали толщиной более 5 мм и других материалов для получения чистого реза без окисления.
-
Воздух: может использоваться для резки тонких материалов или в случаях, когда не требуется высокая чистота кромки.
Причины возникновения дефектов кромки
Качество кромки может быть снижено вследствие различных факторов:
-
Скорость резки: низкая скорость может улучшить качество кромки, однако это приводит к снижению производительности.
-
Давление газа: отклонение от оптимального давления может негативно сказаться на качестве реза.
-
Диаметр сопла: неправильный диаметр сопла может привести к ухудшению качества реза.
-
Расстояние от сопла до поверхности материала: чрезмерное расстояние может затруднить эффективное удаление расплава.
-
Фокус лазерного луча: некорректная фокусировка может изменить ширину реза.
-
Чистота и качество газа: использование загрязненного газа может негативно повлиять на качество реза.
Методы контроля качества резки
При выявлении дефектов кромки необходимо провести комплексную проверку:
-
Настройка фокуса лазера: убедиться, что фокус лазерного луча соответствует требованиям для конкретного материала и типа газа.
-
Соответствие мощности лазера: проверить, что мощность лазерного излучения соответствует параметрам, указанным в технической документации станка.
-
Контроль скорости резки: убедиться, что скорость резки соответствует рекомендациям производителя.
-
Анализ параметров газа:
-
Определить тип используемого газа (кислород или азот) и его соответствие материалу.
-
Проверить чистоту газа и отсутствие примесей.
-
Контролировать давление газа и диаметр сопла.
-
Убедиться, что расстояние от края сопла до поверхности разрезаемого материала не превышает 1 мм.
-
-
Диагностика системы подачи газа: проверить состояние труб, фитингов, вентилей и других компонентов системы подачи газа.
Организация системы подачи газа
Трубы для подачи газа должны изготавливаться из нержавеющей стали или меди и иметь минимальное количество соединений под прямым углом. Диаметр труб должен обеспечивать достаточный расход газа для всех подключенных станков. Перед эксплуатацией рекомендуется продуть трубы чистым азотом.
Расчет расхода газа
Объем потребляемого газа зависит от диаметра трубы, давления в системе и типа используемого газа. Продолжительность работы станка прямо пропорционально количеству потребляемого газа. Например, резка с использованием азота характеризуется высоким расходом газа, однако в периоды простоя потребление газа отсутствует.
Соотношение диаметра сопла и расхода газа
Оптимальный диаметр сопла должен обеспечивать достаточный расход газа для эффективного удаления расплава. Увеличение диаметра сопла приводит к пропорциональному увеличению расхода газа.
Влияние ширины реза на качество обработки
Ширина реза может превышать диаметр лазерного луча. Оптимальное значение ширины реза позволяет обеспечить высокую скорость и качество резки.
Заключение
Для достижения высокого качества реза необходимо учитывать множество факторов, включая выбор газа, настройку фокуса, скорость резки, давление и диаметр сопла, а также состояние системы подачи газа. Корректная настройка всех параметров способствует повышению производительности и качества лазерной резки.
