ปัญหาทางเทคนิคทั่วไปของการตัดด้วยเลเซอร์แผ่นโลหะ

ปัญหาทางเทคนิคมักเป็นสิ่งที่น่าหงุดหงิดที่สุดที่เราเผชิญระหว่างเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ เมื่อไม่ได้ผลบางครั้งก็ทำให้เราโกรธ เราจะพูดว่า พักผ่อนและนั่ง ทำวิจัยเกี่ยวกับโครงการนั้นและเรียนรู้ อย่าเรียนรู้และดำเนินการในเวลาเดียวกัน ขั้นแรก ให้เรียนรู้ให้จบแล้วค่อยทดลองใช้ แน่นอนคุณจะพบวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมหรือมิฉะนั้นคุณจะพบวิธีเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์เป็นการทำงานร่วมกันของหลายฟังก์ชัน ซึ่งหมายความว่าอาจมีอุปสรรคทางเทคนิคปรากฏขึ้นเนื่องจากขาดการบำรุงรักษาหรือใช้งานไม่ได้ เนื้อหาในวันนี้จะแสดงให้เห็นถึงปัญหาทางเทคนิคทั่วไป XNUMX ประการที่เราพบระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์แผ่นโลหะ

ปัญหาทางเทคนิคที่พบบ่อยที่สุด 11 ประการของการตัดด้วยเลเซอร์แผ่นโลหะ

ผู้ปฏิบัติงานมักพบปัญหาต่างๆ มากมายเมื่อตัดโลหะแผ่นด้วยอุปกรณ์ตัดเลเซอร์ ขึ้นอยู่กับความร้ายแรงและผลกระทบของปัญหา เราได้จัดทำรายการปัญหาทางเทคนิคที่พบบ่อยที่สุด XNUMX รายการซึ่งมักเกิดขึ้นเป็นประจำในการตัดโลหะแผ่นด้วยเลเซอร์ เราจะอธิบายปัญหา วิทยาศาสตร์เบื้องหลังปัญหา และวิธีแก้ไข เพื่อให้แน่ใจว่าการตัดมีคุณภาพดีขึ้น เราต้องทำความคุ้นเคยกับปัญหาทางเทคนิคเหล่านี้

การตัดไม่ได้ผล

ผู้เริ่มต้นส่วนใหญ่ประสบปัญหาทางเทคนิคมากมายเมื่อใช้ระบบตัดด้วยเลเซอร์เพื่อตัดวัสดุต่างๆ ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดที่พวกเขาอาจพบคือการตัดที่ไม่ได้ผลเนื่องจากความหนาของวัสดุหรือวัสดุที่จับตัวเป็นก้อนซึ่งทำให้อุณหภูมิของส่วนประกอบสูงขึ้น เป็นผลให้จานที่เสนอจะเป็นของเสียโดยสิ้นเชิง เพื่อแก้ไขปัญหาทั้งสองนี้ ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจพื้นฐานของรูปแบบวัสดุการตัดด้วยเลเซอร์ ความสม่ำเสมอ และองค์ประกอบ

ประเภทวัสดุและคุณภาพ

เครื่องตัดเลเซอร์ทุกเครื่องมีข้อจำกัดในการตัดความหนาสูงสุด แต่จะเป็นอย่างไรหากข้อกำหนดกำหนดขีดจำกัดความหนาเหล็กไว้ไม่เกิน 1 นิ้ว แต่คุณยังประสบปัญหาในการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนหนา 0.5 นิ้ว ในกรณีนี้ ข้อจำกัดความหนาของการตัดด้วยเลเซอร์จะขึ้นอยู่กับการนำความร้อนผ่านวัสดุ การสะท้อนของพื้นผิวที่ 10.6 ไมครอน รูปแบบโลหะผสม จุดระเหยของโลหะผสม ความตึงผิวของวัสดุหลอมเหลว และรูปทรงเรขาคณิตของส่วนประกอบ

1. การระบายความร้อนเพิ่มขึ้นเมื่อความหนาของวัสดุเพิ่มขึ้นโดยพิจารณาจากคุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมด
2. เลเซอร์จะคมชัดขึ้นโดยการลดขนาดจุดลงอย่างมากและโฟกัสลำแสง
3. การโฟกัสแก๊สช่วยในระดับสูงจะช่วยเพิ่มความสามารถของเลเซอร์ Assist gas ช่วยในการเผาไหม้และเป่าโลหะที่หลอมเหลว
4. โลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงจะทำให้การตัดขาดประสิทธิภาพ เช่น อะลูมิเนียม ในสถานการณ์เช่นนี้ การเปลี่ยนรูปของพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพจะทำให้การตัดมีประสิทธิภาพ
5. รูปทรงของชิ้นส่วนมีผลมากกว่าสถานะทางกายภาพอื่นๆ ของกระบวนการทางความร้อน มุมหรือพื้นที่เล็กกว่าจะดูดซับพลังงานได้มากขึ้นซึ่งจะเพิ่มการระเบิด กล่าวโดยสรุปคือ รูปทรงของวัสดุที่ซับซ้อนมากขึ้น การลดความเร็วตัดทำได้ยากขึ้น
6. ความสม่ำเสมอของวัสดุมีผลอย่างมากต่อการตัดด้วยเลเซอร์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผ่นโลหะสะอาด ดอง และปราศจากน้ำมัน โลหะเกรดต่ำมีปฏิกิริยาสูงต่อกระบวนการทางความร้อน ในกรณีนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงกระบวนการใช้ออกซิเจน

องค์ประกอบของวัสดุ

องค์ประกอบของวัสดุมีผลอย่างมากต่อการประมวลผลด้วยเลเซอร์มากกว่าสถานะทางกายภาพอื่นๆ ของวัสดุ ในกรณีนี้ การประมวลผลด้วยเลเซอร์มักส่งผลต่อการนำไฟฟ้าและความหนืดของโลหะในรูปของเหลว แรงตึงผิวของโลหะเหลวจะส่งผลต่อระดับของอนุภาคมูลฝอยที่ขอบทางออกของชิ้นส่วน ของเสียจะลอยหายไปหากชั้นความหนืดบางในสถานการณ์นี้ เศษขยะจะเกาะติดวัสดุและเพิ่มอุณหภูมิหากเคลือบหนา

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะแผ่นคุณภาพสูงที่ติดไฟได้อย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับลำแสงเลเซอร์ วัสดุประเภทนี้เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันแล้ว จะมีจุดหลอมเหลวหลายจุด ในทางกลับกัน ผู้ผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนในสถานที่ต่างๆ ไม่สามารถใช้ส่วนประกอบโครงสร้างเดียวกันในการดำเนินงานได้ เนื่องจากมีจุดหลอมเหลวที่แตกต่างกัน คุณจึงอาจประสบปัญหาในการตัดวัสดุในสถานการณ์นี้ พิจารณาสภาพพื้นผิว ซึ่งเกี่ยวข้องกับตะกรัน การเคลือบ สิ่งสกปรก และสิ่งเจือปนที่พื้นผิว เมื่อเลือกวัสดุเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูง

ปัญหาเวลาตั้งค่า

การตัดด้วยเลเซอร์อาจใช้เวลานานเมื่อตัดวัสดุที่ไม่คุ้นเคยเนื่องจากเวลาในการตั้งค่า กระบวนการนี้ได้รับอิทธิพลจากขนาดหัวฉีด กำลังไฟ การปรับความยาวโฟกัส แก๊สช่วยและแรงดัน และความเร็ว ในทางกลับกัน พารามิเตอร์เหล่านี้สำคัญมากที่เลเซอร์จะไม่ตัดวัสดุหากคุณทำไม่ถูกต้อง

เอฟเฟกต์การบิดเบือน

HAZ หรือโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเป็นคำทั่วไปที่ใช้ในเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ HAZ ก่อตัวขึ้นเมื่ออุณหภูมิในสถานที่ที่คาดการณ์ไว้สูงกว่าจุดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญซึ่งส่งผลให้เกิดการบิดเบือน การบิดเบือนอาจเกิดขึ้นได้หลายวิธี

1. เมื่อเลเซอร์ฉายบนวัสดุบางที่มีความหนา 0.001 ถึง 0.005 นิ้ว จะทำให้เกิดผลกระทบนี้ เนื่องจากชั้นหล่อขึ้นรูปด้านนอก วัสดุที่เปราะบางกว่าจึงเสี่ยงต่อการบิดเบี้ยวมากกว่า
2. อุณหภูมิของวัสดุที่อยู่ใกล้บริเวณการตัดอย่างฉับพลันทำให้เกิดความผิดเพี้ยน
3. การแข็งตัวอย่างรวดเร็วของบริเวณการตัดอาจทำให้เกิดการแข็งตัวได้เช่นกัน

ในสถานการณ์เช่นนี้ การใช้อุปกรณ์ดับน้ำในระหว่างกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์จะช่วยลดความร้อนที่เกิดขึ้นได้

ปัญหาการทะลุของแผ่นโลหะ

การปรุเป็นวิธีการมาตรฐานของบรรจุภัณฑ์และการเก็บรักษาทางอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอาหาร การเจาะแผ่นโลหะเป็นเรื่องปกติสำหรับการระบายอากาศและอากาศอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม มีปัญหาทางเทคนิคเล็กน้อยเกี่ยวกับขนาดและรูปร่างของรูในระหว่างการเจาะโลหะแผ่นนี้ เพื่อแก้ปัญหาความท้าทายเหล่านี้ คุณต้องเข้าใจความซับซ้อนของการเจาะโลหะแผ่น เครื่องตัดเลเซอร์สำหรับการเจาะแผ่นโลหะมีสองวิธี

การเจาะชีพจร

เทคโนโลยีการเจาะนี้ช่วยให้พลังงานสูงสุดสามารถละลายหรือกลายเป็นไอของวัสดุจำนวนเล็กน้อยได้ ในสถานการณ์นี้ คาดว่าอากาศหรือก๊าซไนโตรเจนเป็นก๊าซเสริมสำหรับการขยายรู เวลาตัด แรงดันแก๊สจะต่ำกว่าแรงดันออกซิเจน เลเซอร์ที่ตกกระทบแต่ละครั้งจะสร้างรูเล็กๆ ในวัสดุ หลังจากการเจาะ ก๊าซเสริมจะแทนที่ด้วยก๊าซออกซิเจนสำหรับการตัด ในอดีต ช่องว่างถูกเจาะออกและตัดทันทีโดยใช้แม่พิมพ์เจาะในหน่วยปั๊มเลเซอร์ ในปัจจุบัน เราสามารถสร้างจุดโดยใช้วิธีการเจาะแบบพัลส์และการระเบิดเหล่านี้ และหลังจากนั้นเลเซอร์ก็สามารถทำการตัดได้

1. เส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่เจาะมีขนาดเล็กกว่า มาตรฐานการเจาะที่นี่เหนือกว่าการเจาะแบบพ่นทราย
2. ในกระบวนการนี้ เลเซอร์มีกำลังสูง เวลา และลักษณะพื้นที่ของลำแสง
3. เทคโนโลยีการเปลี่ยนจากกระบวนการเจาะเป็นการตัดต่อเนื่องต้องมีความแม่นยำเพื่อให้ได้รอยบากคุณภาพสูง

ระเบิดทะลุ

วัสดุนี้สร้างหลุมหลังจากการฉายรังสีเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง และการไหลของออกซิเจนด้วยลำแสงเลเซอร์จะทำลายวัสดุที่หลอมละลายเพื่อสร้างรูเล็กๆ ขนาดนี้ขึ้นอยู่กับความหนาของแผ่น เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของการเจาะระเบิดคือครึ่งหนึ่งของความหนาของแผ่น ในกรณีนี้ สำหรับแผ่นเพลทที่หนาขึ้น การเจาะทะลุจะกว้างกว่าและไม่กลม

หากคุณกำลังมองหาความแม่นยำในการตัดเฉือนสูง อย่าใช้การเจาะแบบพ่นทราย เหมาะสำหรับเศษเหล็กเท่านั้น

ความลึกในการตัด/แกะสลักไม่เพียงพอ

ปัญหานี้เป็นหนึ่งในปัญหาทางเทคโนโลยีที่ผู้ประกอบการพบเห็นได้บ่อยที่สุด ความลึกของการตัด/แกะสลักไม่เพียงพอเกิดจากสาเหตุต่อไปนี้

1. จุดโฟกัสอาจไม่อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง หากคุณพบปัญหานี้ ให้ปรับเปลี่ยนตามวิธีการของบริษัทเลเซอร์ที่ให้มา
2. หลอดเลเซอร์เริ่มทำงานล้มเหลว และหากการเพิ่มพลังงานไม่ได้ผล การเปลี่ยนหลอดเลเซอร์จะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด
3. กำลังเลเซอร์เอาท์พุตหรือแหล่งจ่ายไฟต่ำเกินไป หากการปรับไม่ได้ผล การเปลี่ยนใหม่จะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการแก้ไขปัญหา
4. บางครั้งเนื่องจากความเร็วในการตัด อาจทำให้การตัดไม่เพียงพอ ดังนั้น การลดความเร็วของการตัดหรือแกะสลักให้ช้าลงอาจช่วยแก้ปัญหานี้ได้

ตัดไม่ครบ

ในระหว่างกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ คุณอาจสังเกตเห็นว่าเลเซอร์หั่นชิ้นส่วนโลหะแผ่น ถ้าเป็นเช่นนั้น สถานการณ์ต่อไปนี้เป็นเงื่อนไขหลักสำหรับการสร้างการประมวลผลที่ไม่เสถียรนี้

1. หัวเลเซอร์ที่เลือกไม่เหมาะกับความหนาของแผ่นโลหะ ในกรณีนี้ ให้ทราบหัวฉีดเลเซอร์ที่เหมาะสมสำหรับความหนาของวัสดุที่เหมาะสม หากไม่ได้ผล เราขอแนะนำให้บริษัทเลเซอร์ของคุณเปลี่ยนหัวฉีด สมมติว่าคุณมีแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอน 5 มม. สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ ในการตัดแผ่นโลหะดังกล่าว คุณต้องมีทางยาวโฟกัส 7.5″ ของเลนส์เลเซอร์
2. การตัดที่ไม่สมบูรณ์อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่เชิงเส้นของปืนเลเซอร์ ในกรณีนี้ ให้ปรับความเร็วเชิงเส้นของปืนเลเซอร์

ปัญหาเสี้ยน

ขณะใช้งานเครื่องตัดเลเซอร์ คุณอาจพบเสียงหึ่งจากแผ่นโลหะในขณะที่เลเซอร์กำลังกระทบ ปัจจัยต่อไปนี้คือสาเหตุของปัญหาเสียงเสี้ยนบนแผ่นโลหะ

1. ความยาวโฟกัสอาจเป็นปัญหาในเรื่องนี้ หากคุณได้แก้ไขปัญหาทางยาวโฟกัสแล้ว ปัจจัยต่อไปนี้อาจเป็นสาเหตุ
2. หากความเร็วตัดช้าเกินไป อาจทำให้เกิดเสียงครีบได้ เพิ่มขึ้นจะช่วยแก้ปัญหาได้
3. การใช้เครื่องตัดเลเซอร์เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดความไม่เสถียรได้ ในกรณีนี้ การรีสตาร์ทอุปกรณ์จะช่วยแก้ปัญหานี้ได้
4. หากกำลังเอาท์พุตของแหล่งเลเซอร์ไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดเสียงครีบบนแผ่นโลหะ ปรับแล้วจะแก้ปัญหาได้ทันท่วงที

ประกายไฟผิดปกติ

ประกายไฟส่งผลต่อคุณภาพของคมตัดเลเซอร์ของแผ่นโลหะ หากปัจจัยข้างต้นดี สถานการณ์ต่อไปนี้อาจเป็นสาเหตุของปัญหานี้

1. เนื่องจากการใช้เลเซอร์เป็นเวลานาน หัวฉีดอาจสูญเสียความสามารถเดิมไป ในสถานการณ์นี้ การเปลี่ยนหัวฉีดจะเป็นทางเลือกที่เหมาะสมในการแก้ปัญหานี้
2. แรงดันแก๊สอาจเป็นปัญหาในสถานการณ์นี้ การเพิ่มแรงดันแก๊สอาจแก้ปัญหานี้ได้เช่นกัน
3. ขันสกรูที่ข้อต่อของหัวเลเซอร์และปืนเลเซอร์หลวมๆ ผู้ประกอบการไม่ควรตัดต่อไปในสถานการณ์นี้และปิดเครื่องทันที ตรวจสอบสกรูและติดตั้งใหม่

การเปลี่ยนรูปรูเล็ก ๆ

ปัญหานี้เกิดขึ้นจากกระบวนการเจาะทะลุของเลเซอร์พัลส์ที่ทำงานผิดปกติ ลำแสงเช่าเดี่ยวสร้างรูเล็ก ๆ บนแผ่นในเฟสการเจาะทะลุของพัลส์เลเซอร์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อผิดพลาดทางกล เลเซอร์กำลังสูงที่กระจุกตัวในพื้นที่เล็กๆ ทำให้เกิดจุดที่ผิดรูป

ในสถานการณ์นี้ การเปลี่ยนวิธีการเจาะทะลุจากการเจาะแบบพัลส์ในส่วนของโปรแกรมสามารถแก้ปัญหานี้ได้ ในทางกลับกัน สำหรับเครื่องตัดเลเซอร์กำลังต่ำ การใช้กระบวนการเจาะรูเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จที่ดีอาจเป็นทางเลือกที่ดี

ยากต่อกระบวนการสันดาปขั้นต้นภายใต้สภาวะกึ่งสมดุล

คุณอาจพบปัญหานี้หากแผ่นโลหะหนากว่า 10 มม. นอกจากนี้ คำถามนี้คล้ายกับการเผาไหม้ที่ไม่คงที่ของคมตัดเหล็ก ตามกระบวนการกึ่งสมดุล จุดระเบิดที่ด้านบนของสลิปต้องต่อเนื่อง ประการแรก พลังงานที่ปล่อยออกมาจากเหล็กออกไซด์ไม่ได้ทำให้กระบวนการเผาไหม้คงที่ ประการที่สอง การไหลของออกซิเจนจะลดอุณหภูมิของคมตัด ประการที่สาม ชั้นออกไซด์ของเหล็กที่เกิดขึ้นหลังจากการเผาไหม้ปกคลุมพื้นผิวของชิ้นงานและกระจายออกซิเจน

1. เส้นผ่านศูนย์กลางของการไหลของออกซิเจนที่กระทำบนพื้นผิวนั้นใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์
2. ความเร็วในการตัดโดยทั่วไปจะช้าในการตัดแผ่นหนา
3. หลังจากนั้นครู่หนึ่งเนื่องจากความเข้มข้นของออกซิเจนลดลงอุปกรณ์จะดับกระบวนการเผาไหม้

ปัญหาเกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของออกซิเจนและความดัน

ปัญหาทางเทคนิคนี้ใช้กับแผ่นโลหะหนา 10 มม.+ ด้วย คุณอาจพบปัญหาทางเทคนิคทั่วไปเนื่องจากความไม่บริสุทธิ์ในออกซิเจน ความบริสุทธิ์ของการไหลของออกซิเจนมีส่วนสำคัญในกระบวนการตัด ในกรณีนี้ เมื่อความบริสุทธิ์ของออกซิเจนลดลง 0.9% อัตราการเผาไหม้จะลดลง 10% และ 5% อัตราการเผาไหม้จะลดลง 37% ในทำนองเดียวกันการลดลงของอัตราการเผาไหม้จะส่งผลต่อการป้อนพลังงานที่ลดลงอย่างมาก ด้วยเหตุนี้คุณจะพบกับตะกรันที่รุนแรงในส่วนล่างของรอยบาก

เพื่อแก้ปัญหานี้ ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้หัวฉีดเทเปอร์แบบเดิมในเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์แบบดั้งเดิมได้ นอกจากนี้ การอุ่นไฟรอบๆ บริเวณการตัดอาจช่วยแก้ปัญหานี้ได้เช่นกัน นอกจากนี้ การเพิ่มการไหลของออกซิเจนเสริมรอบ ๆ การไหลของออกซิเจนที่ตัดสามารถตอบโจทย์การแก้ปัญหาได้

สรุป

หนึ่งในเทคนิคอัตโนมัติที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลกคือการตัดด้วยเลเซอร์ CNC ด้วยเหตุนี้ เราต้องระวังปัญหาทางเทคนิคใดๆ ในระหว่างกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ เราเสนอให้คุณตรวจสอบปัญหาทางเทคนิคทั้งหมดอีกครั้งและพยายามอธิบายวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังปัญหาเหล่านั้น