Qalın poladın lazer kəsməsi: Prosess pəncərələri və şüa keyfiyyəti tələbləri

10 mm-dən aşağıda əksər fiber lazer problemləri parametr problemləridir. Təxminən 16 mm-dən yuxarıda isə bu problemlər fizika problemlərinə çevrilir.

Bu hədd dəyərində üç amil eyni zamanda dəyişir:

• Dərin kanal kəsik: Kəsik dərin kanal halına gəlir və köməkçi qaz dibə çatmaqda çətinlik çəkir.

• Şüanın yayılması: Reyley uzunluğu təsirləri və şüanın yayılması fokal ləkəni səthdən 20 mm aşağıda ölçülməsi mümkün qədər böyüdür.

• Dələn riskləri: Dəlmə — kəsmə deyil — detalların, nozulların və qoruyucu linzaların tullantıya çevrilməsinə səbəb olan əməliyyat olur.

Bu təlimat 16–30 mm karbon poladı və yüksək möhkəmlikli lövhələrin kəsilməsini əhatə edir; şüa parametri məhsulu (BPP) həddi, zoom optikası, addım-addım dəlmə, oksigen dinamikası, yanal meyl nəzarəti və qalıq çöküntülərinin qarşısının alınması mövzularını əhatə edir.

Fokuslanmış lazer şüası silindir deyil, konusdur. 25 mm kəsikdə alt hissədəki güc sıxlığı yuxarı hissədəkindən əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır və ərimiş metalın çıxarılması üçün keçməli olduğu məsafə çox daha uzundur. Kiçik ləkə ölçüsü, yüksək kəsilmə sürəti və sıx fokus — bu parametrlər nazik lövhələrdə yaxşı işləyir, lakin burada sizə birbaşa mane olur.

3 mm-lı lövhədə köməkçi qaz kəsilmə zonasına dərhal çatır. 25 mm-li lövhədə qaz erimiş divarlı və eni tez-tez 1,0 mm-dən az olan dar kanal boyu aşağıya doğru hərəkət etməlidir. Düzlük başlığının statik təzyiqi sizə dibdəki dinamik təzyiq haqqında çox az məlumat verir; bir çox "kifayət qədər laser gücü yoxdur" şikayətləri əslində qaz dinamikası problemləridir.

20 mm-də tərəfə düşən 0,3 mm-lik meyl keyfiyyət nəzarəti tərəfindən dərhal qeyd ediləcək 1,5% ölçüsüz səhv deməkdir. 3 mm-də eyni səhv praktiki olaraq qeyd edilmir.

Şüa Parametri Hasili (BPP) yarı-yayılma bucağı ilə belənin radiusunun hasilidir (mm·mrad ilə ölçülür). Bu, laser şüasının nə qədər sıx fokuslanabilecəyini və nə qədər sürətlə yayılacağını müəyyən edir. Hamısı laser gücündən fərqli olaraq BPP-i sadəcə güc modulları əlavə edərək yaxşılaşdırmaq mümkün deyil.

1 µm-li lif mənbəyi üçün nəzəri difraksiya limiti təxminən 0,34 mm·mrad-dir. Realdakı sənaye mənbələri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir:

• Yüksək parlaqlıqlı tək rejimli mənbələr: təqribən 0.3–1.5 mm·mrad

• Standart çoxrejimli kəsici mənbələr: təqribən 2.0–6.0 mm·mrad

• Köhnəlmiş yüksəkgüclü mənbələr: 8.0 mm·mrad və yuxarı

Ləkə ölçüsü və Reyley uzunluğu (fokus dərinliyi) əsasən BPP vasitəsilə bağlıdır. Sabit BPP-də ləkə diametrinin yarısı Reyley uzunluğunu dörddə birinə endirir. 4 mm paslanmayan polad üçün ideal olan 0.15 mm-ləkə 25 mm lövhənin üçdə birində ciddi şəkildə fokusa çıxacaq.

Qalın hissələr daha böyük ləkə və uzun istifadə oluna bilən fokus dərinliyi tələb edir; bu isə üstün şüa keyfiyyətini (aşağı BPP) tələb edir. Hər ikisi 20 kW-lik reytinqə malik iki maşın yalnız şüa keyfiyyətinə görə nail ola biləcəyi qalınlıqda 100% fərq göstərə bilər.

Alıcının tövsiyəsi: "20 kW" tam spesifikasiya deyil. Həmişə çıxış BPP-si, lif nüvə diametri və faktiki kəsici başlıqdan keçən çatdırılan ləkə ölçüsünü soruşun.

Aşağıdakı cədvəl struktur karbon poladının oksigen kəsməsi üçün praktik mühəndislik çərçivəsini təmin edir (nəzəri kəsmə həddi deyil):

Qeyd: Sürətlər oksigen istifadə edilərkən yumşaq polad üçün göstəricidir. Təchizatçıların "maksimum qalınlıq" spesifikasiyaları çox vaxt kəsilməni (plitanın ayrılması) deyil, çəkilməyə uyğun kənar keyfiyyətini təsvir edir.

S690/S700 kimi dərəcələr və sərtləşdirilmiş-aşınmaya davamlı plitalar (400–500 HB) iki xüsusi kommersiya riskini yaradır:

1. İsti Təsir Zonasının Yumuşaması (HAZ): Oksigen kəsməsi isti emal edilmiş ərintilərə yüksək istilik verir və çəkilmə üçün tələb olunan sərtlik spesifikasiyalarından aşağı düşə bilən yumuşaq HAZ buraxır.

2. Kənar çatlaması: Qalın, yüksək möhkəmlikli plitalar isti kəsiləndə və sonra gərginlik azaldılmadan formalananda kənar çatlaması riskini artırır.

Sərtlik baxımından tənqidi kənarlar üçün azaldılmış sürətlə azot və ya yüksək təzyiqli hava ilə kəsmə tez-tez oksigen kəsməsinə nisbətən üstün mühəndislik seçimidir.

Zoom kəsici başlıqları, şüanın fokuslanma linzasına çatmadan əvvəl şüa genişlənmə nisbətini tənzimləyən motorlu kolimator optikalarını daxilində birləşdirir. Bu, fiziki linza dəyişikliyi tələb etmədən nöqtə ölçüsünü və fokus dərinliyini dinamik olaraq tənzimləməyə imkan verir.

• 20 mm-dən çox qalınlıqda lövhədə konturlar: Düz bir, daha az konik kəsilmə divarı əldə etmək üçün fokus dərinliyini uzatmaq məqsədilə nöqtə ölçüsünü artırın; bu zaman zirvə intensivliyi azalır.

• Delmə prosedurları: Partlayıcı sıçramanı qarşısını almaq üçün zirvə intensivliyini azaltmaq məqsədilə nöqtə ölçüsünü genişləndirin; zoom tənzimləmələrini güc artırılmasına dinamik şəkildə uyğunlaşdırın.

• Kiçik dəliklərin forması: Alt-qalınlıq dəlikləri kəsmək üçün nöqtə ölçüsünü azaldın; lakin ilk delmə prosesində partlayışdan qorunmaq üçün genişlənmiş nöqtə profili istifadə edilməlidir.

Kontroler tələbi: CNC kontrolerinizi təbəqə daxilində nöqtə ölçüsü dəyişikliyini dəstəklədiyinə əmin olun. Təbəqəyə görə tənzimləməyə məhdudlaşan zoom başlıqlar qalın lövhələrdə ən çox faydasını itirir.

25 mm lövhə üzərində tam güc statik oksigen delməsi partlayışa səbəb olur: ərimiş metal və dəmir oksidi yuxarıya çıxır, şlanqı qatılaşmış şlakla birləşdirir və qoruyucu örtük sürüşmələrini zədələyir.

Tədrici delmə bu riski çoxmərhələli ardıcıllıqla aradan qaldırır:

1. Yüksək defokus başlanğıcı: İlkin istilik enerjisini yaymaq üçün fokus lövhə səthinin yuxarısında quraşdırılmış yüksək delmə hündürlüyü.

2. Pulsed Keyhole Başlatılması: Aşağı iş dövrü ilə yüksək zirvə gücü əlamətli ekzotermik reaksiyanı başlatmadan əriməni başladır.

3. Addım-addım aşağıya doğru icra: Fokus enir, güc/iş dövrü isə 3–6 ayrı addımda artır, delik yavaş-yavaş dərinləşir.

4. Aşağıda qalma: Azaldılmış güc ilə qalma, keçidin tamamlanmasını və ərimiş bulağın təmizlənməsini təmin edir.

5. Kəsmə keçidi: Təzyiq, fokus və güclərin kəsmə parametrlərinə oxşar şəkildə dəyişdirilməsi oxların hərəkətinə başlamazdan əvvəl baş verir.

Onlarla qalın lövhə delməsi tələb edən detallarda delmə vaxtı ümumi emal xərclərinin əsas hissəsini təşkil edir. Avadanlıq alınmadan əvvəl "delmə dövrü səmərəliliyi"ni hamısı ilə birlikdə xam lazer gücü ilə qiymətləndirin.

Oksigen lazer kəsməsi tamamilə mexaniki kinetik çıxarma əvəzinə eksotermik dəmir oksidləşməsinə əsaslanır. Artıq qaz təzyiqi maye sərhəd təbəqəsini pozur, reaksiya zonasını soyudur və geniş, oyulmuş, artıq oksidləşmiş kəsilmə yaradır.

Qalın lövhə aşağı axın sürətində yüksək həcmi axın sürəti tələb edir. Orta təzyiqdə daha böyük naziklik diametrləri qazın dərin kanal boyu turbulensiyaya səbəb olmadan aşağıya doğru verilməsini təmin edir. 20–30 mm materialda tək qatlı nazikliklər (1.2–2.5 mm) 0.6–1.5 bar təzyiqdə standart iş pəncərəsini təşkil edir.

• Optimal sürətdən aşağıda: Kəsici yarık istiləşir, ağır oksidləşmə və iri, qabarıq aşağı sürətli dross əmələ gətirir.

• Optimal sürətdən yuxarıda: Lazer şüası oksidləşmə reaksiyasını geridə qoyur və alt kənarında incə, çox yapışqan yüksək sürətli dross qalır.

25 mm lövhədə istifadə oluna bilən sürət pəncərəsi nominal sürətin ±20%-dən az ola bilər. Tək bir ümumi verilmə sürəti əvəzinə kontur xüsusi verilmə sürəti üstünlükləri tətbiq edin. Bucaq drossu demək olar ki, yalnız güc/qaz düzəlişi olmadan yavaşlama nəticəsində yaranır.

Qaz təmizliyi 99,5% aşağısı olarsa, kəsilmə sürəti dərhal azalır və ağır qalıq əmələ gəlir. Həmişə qaz təmizliyini və dinamik təzyiqi tam axın zamanı kəsici başlığın girişində ölçün.

• Səbəb: Təzəlik qazın yuxarısında ən yüksək olduğu təbii oksigen reaksiya həndəsəsi.

• Həll yolu: Fokus nöqtəsini bir az daha dərinə, materialın içərisinə keçirin; vertikal güc sıxlığını bərabərləşdirmək üçün ləkə ölçüsünü artırın; nozulun mərkəzliliyini tənzimləyin.

• Səbəb: Çox dərin fokuslaşma, artıq köməkçi qaz təzyiqi və ya kiçik nozul diametri.

• Həll yolu: Fokus mövqeyini qaldırın; qaz təzyiqini azaldın; nozul deliyinin ölçüsünü artırın.

• Səbəb: Vahid uzunluqda artıq istilik girişi (artıq yanma).

• Həll yolu: Kəsilmə sürətini artırın, lazer gücünü azaldın və ya oksigen təzyiqini azaldın.

• Səbəb: Oksidləşmə cəbhəsindən qabaq çıxan şüa.

• Həll yolu: Kəsilmə sürətini azaldın və ya fokus mövqeyini aşağı salın. Təzyiqi yüksəltməyin, çünki bu yüksək sürətli drossu pisləşdirir.

16–30 mm emal üçün yüksək güclü fiber lazer maşınlarını qiymətləndirərkən təchizatçıların aşağıdakıları təsdiqləməsini tələb edin:

• Çıxışda çatdırılan BPP və başlığın iş parçasında həqiqi ləkə ölçüsü.

• Optik zoom nisbəti və təbəqə daxilində dinamik ləkə ölçüsü tənzimləmə qabiliyyəti.

• Sənədləşdirilmiş maksimum proqressiv delmə qalınlığı (yalnız kəsmə qalınlığı deyil).

• Hesablanmış oksigen istehlak sürəti (m³/saat) 20–30 mm-də və nəzərdə tutulan əməliyyat xərcləri.

• Sizə xas olan polad markanızdan sahədə kəsilən nümunələr, meyl ölçülür və standartlaşdırılmış işıqlandırma altında dross fotoşəkli çəkilir.

Qalın lövhə kəsmə qabiliyyəti sifariş verilməsindən əvvəl müəyyən olunur — bu, şüa keyfiyyətindən, delmə qabiliyyətindən və qaz dinamikasından asılıdır.

Əgər siz 16–30 mm struktur poladı və ya aşınmaya davamlı lövhə üçün avadanlıq təyin edirsinizsə, qalınlıq tələblərinizi, material markalarınızı və tolerans spesifikasiyalarınızı təqdim edin. Tətbiqi mühəndislik komandamız çatdırılma əvvəlində xüsusi gücləndirilmiş/BPP tövsiyəsi, addım-addım delmə proseduru və fabrikdə nümunə testi təmin edəcək.

[Qalın Lövhə Tətbiqi Qiymətləndirməsi Soruşun] →Mühəndislik qiymətləndirməsi üçün lövhə qalınlığını, material markasını, minimum dəlik diametrlərini və kənar tolerans tələblərini göstərin.