Forekomsten af grater under laserskæring påvirker ikke kun præcisionen og udseendet af arbejdsemner, men øger også omkostningerne ved efterfølgende slibeprocesser. Opnåelse af grat-fri behandling kræver kollaborativ kontrol fra flere dimensioner, såsom udstyrsparametre, materialeegenskaber og procesoptimering. De specifikke metoder er som følger:
1. Tilpas præcist laserparametre for at kontrollere energioutput
Rationaliteten af laserparametre er afgørende for at undgå grater. For det førstelasereffekten skal tilpasses materialetykkelsen: utilstrækkelig kraft vil resultere i ufuldstændig skæring af materialet, hvilket efterlader u-smeltet metal som grater; overdreven kraft kan forårsage over-smeltning af materialet, og det afkølede flydende metal vil danne nodulære grater. For eksempel, når man skærer lavt-kulstofstål med en tykkelse på 1-3 mm, er effekten normalt indstillet til 1500-3000W, mens for tykke plader på 5-10 mm skal effekten øges til 3000-6000W.
For det andetjustere skærehastigheden og frekvensen: For lav hastighed vil forlænge laserbestrålingstiden på materialet, udvide den varme-berørte zone og let forårsage grater på kanterne; for høj hastighed vil føre til ufuldstændig skæring. Generelt er tynde plader velegnede til høj hastighed og høj frekvens (f.eks. for 1-2mm stålplader er hastigheden 10-15m/min, og frekvensen er 5000-10000Hz), mens tykke plader kræver lavere hastighed og lavere frekvens (f.eks. for 8mm stålplader er hastigheden 1-3m/min. 1000-3000 Hz).
Desudenoptimere fokuspositionen: et for-dybt fokus vil sprede energien, hvilket resulterer i ujævn bredde af de øvre og nedre dele af snittet og let efterlader grater i bunden; et for-overfladisk fokus vil forårsage overdreven smeltning af overfladen. Når der skæres i metaller, skal fokus normalt være 0,5-1 mm under materialeoverfladen, og for ikke-metalliske materialer kan det passende flyttes opad.
2. Vælg med rimelighed hjælpegasser for at forbedre slaggefjernelseseffekten
Hjælpegasser spiller en rolle ved bortblæsning af slagger og afkøling af emnet under laserskæring. Deres type, tryk og flow påvirker direkte gratdannelse.Til jernholdige metaller såsom kulstofstål foretrækkes oxygen som hjælpegas: oxygen kan reagere oxidativt med metallet, frigive yderligere varme for at hjælpe med skæring, og samtidig kan oxygen under-højtryk hurtigt blæse slagger væk for at reducere rester. Ilttrykket skal dog kontrolleres, generelt mellem 0,3-0,8 MPa. For lavt tryk vil resultere i ufuldstændig slaggefjernelse, og for højt tryk vil let forårsage overdreven oxidation af den afskårne kant og danne grater.
Ved skæring af ikke-jernholdige metaller såsom rustfrit stål og aluminiumslegeringer bør der anvendes inerte gasser såsom nitrogen: Inerte gasser kan forhindre materialeoxidation og blæse slagger ud af snittet på grund af højt tryk. Nitrogentrykket er normalt højere end oxygentrykket (0,5-1,2 MPa), især for tykke plader. Det er nødvendigt at sikre en stabil gasstrøm for at forhindre slaggeretention på grund af tryksvingninger. Derudover skal diameteren og afstanden af gasdysen også matche. En for -lille dysediameter er tilbøjelig til tryktab, og en for stor vil forårsage gasdiffusion. Det anbefales at vælge en dyse med en diameter på φ1,5-3 mm i henhold til materialetykkelsen, og holde afstanden mellem dysen og emnet på 0,5-2 mm.
3. Forbearbejd materialer for at reducere virkningen af iboende defekter
Selve materialets tilstand er grundlaget for grat-fri behandling.Sørg for, at råmaterialets overflade er flad og fri for oxidlag: For rustne eller skældækkede-metalplader vil oxidlaget absorbere en del af energien under laserskæring, hvilket resulterer i ujævn skæretemperatur og nemt forårsager grater. Inden forarbejdning kan oxidlaget fjernes ved slibning, bejdsning osv., eller der kan vælges plader med kvalificeret overfladekvalitet.
Kontroller materialetykkelsestolerancen: hvis tykkelsesafvigelsen af materialer i samme batch overstiger 0,1 mm, vil det være svært for laserenergien at virke ensartet på materialet. De tynde dele er tilbøjelige til at over-smelte, og de tykke dele er tilbøjelige til at efterlade grater. Derfor er det nødvendigt at vælge materialer af høj-kvalitet med lille tykkelsestolerance og udføre stikprøver af pladetykkelsen før skæring. Derudover er det for belagte materialer (såsom galvaniserede plader) nødvendigt at bekræfte på forhånd, om belægningen er høj-temperaturbestandig for at undgå grater dannet ved, at belægningen brænder eller smelter og klæber til snittet.
4. Vedligehold regelmæssigt udstyr for at sikre stabil drift
Udstyrets gode stand er forudsætningen for kontinuerlig-gratfri behandling.Rengør fokuseringsspejlet og dysen: hvis overfladen af fokuseringsspejlet er forurenet med støv eller metalsprøjt, vil det få laserenergifokuset til at flytte sig og reducere skæreevnen; dyseblokering vil påvirke strømningshastigheden og trykket af hjælpegassen, hvilket svækker slaggefjernelseseffekten. Det anbefales at tørre fokusspejlet af med et specielt rengøringsmiddel før brug hver dag, og adskille dysen til uddybning og rengøring hver uge.
Kontroller nøjagtigheden af styreskinnen og transmissionssystemet: slid på styreskinnen eller løse transmissionskomponenter vil få skærehovedet til at afvige fra løbebanen, hvilket resulterer i skrå snit og dermed grater. Det er nødvendigt regelmæssigt at smøre styreskinnen, kontrollere tætheden af transmissionskomponenter såsom gear og remme hver måned og sikre, at skærehovedet bevæger sig jævnt og er placeret nøjagtigt. Derudover er regelmæssig kalibrering af den optiske laserbane for at sikre laserstrålens vertikalitet og nøjagtigheden af brændpunktets position også en vigtig foranstaltning for at undgå grater.
5. Procesoptimering for specielle materialer
For meget reflekterende materialer (såsom kobber- og aluminiumslegeringer) eller materialer med høj-hårdhed (såsom titanlegeringer), skal målrettede processer anvendes. Ved skæring af højreflekterende materialer kan grønne eller blå lasergeneratorer (med højere absorptionshastighed for kort-bølgelængdelasere) bruges, og skærehastigheden kan reduceres, og spidseffekten kan øges for at reducere ufuldstændig skæring forårsaget af energireflektion. Når der skæres i materialer med høj-hårdhed, kan den pulserende lasertilstand anvendes til øjeblikkeligt at gennembore materialet gennem høj-impulser og undgå termisk deformation og grater forårsaget af-langvarig virkning af kontinuerlige lasere.
Som konklusion er det et systematisk projekt at opnå grat-fri behandling med laserskæremaskiner. Det er nødvendigt at justere parametre nøjagtigt, optimere hjælpeprocesser i kombination med materialeegenskaber og gøre et godt stykke arbejde med vedligeholdelse af udstyr for at opnå jævne og flade snit og samtidig sikre skæreeffektivitet.
--Rayther Laser Jack Sun--