Täielik juhend süsinikterase laserlõike kohta: gaasi valik, parameetrid ja probleemide lahendamine

Sissejuhatus: materjal, mis toimib keemilise reaktsiooni põhjal

Süsinikteras – pehmete teraste ja konstruktsioonplaadid – on enamikus töötlemistehastes kõige suurema mahtuga materjal ning just selles materjalis saavutavad kiudlaserid oma silmapaistvaimad tulemused. Masin, mis struggleb 10 mm roostevabast terasest, lõigab sageli 20 mm süsinikterast hapnikuga, kus protsessi liigutab pigem assistgaasi ja raua vaheline keemia kui ainult laserenergia.

Üleminek roostevabale teraselt nõuab lähtumist lämmastiku kasutamisest: roostevaba teras lõigatakse kõrgsurvelist lämmastikku kasutades, et saavutada heleda, okssiidivaba lõikeääre, samas kui süsinikteras lõigatakse madalsurvolist hapnikku kasutades, mis toidab eksothermset reaktsiooni lõikejoone sees. See teeb lõikeääre okssiidseks ja võib põhjustada põhja-täppi (dross) paksudes plaatides – mis on täiesti tavapärane ja mitte puudus. See juhend käsitleb gaasi valikut, parameetreid paksuse järgi, paksude plaatide läbipõksumist ilma plahvatusteta ning oksiidkihi haldamist.

Miks muudab hapnikk kõik süsinikteraselt

Kui hapnikupurk kohtub rauaga, mille temperatuur on tõusnud põlemise temperatuurini, põleb raud. Raua ja hapniku ühendamine moodustab rauaoksiidi ja vabastab suure koguse soojust lõikepiirkonnas – täiendavat energiat, mis teeb raske töö:

• Paksemad lõiked sama võimsusega: Kiulaser lõigab tavaliselt süsinikterast kuni 1,5–2 korda suurema paksuse kui sama võimsusklassi korral roostevabast terasest.

• Madal gaasirõhk: Rõhuga lõigatavate roostevabade teraste lõikamisel kasutatakse tavaliselt 10 kuni 20 bar rõhku pihustis; süsinikterase lõikamisel hapnikuga kasutatakse tavaliselt 0,3 kuni 0,8 bar rõhku. Kõrgem rõhk ei aita; see lihtsalt puhub reaktsioonitooteid ära ja jahutab lõikekohta.

• Oksiidkihi esinemine lõikepinnal: Energia lisav reaktsioon oksüdeerib ka värsket pinda – see on süsinikterasest normaalne omadus, mida enamikes konstruktsioonirakendustes aktsepteeritakse.

Praktiline tagajärg on see, et gaasi valik ja rõhk mõjutavad lõikamist teistsugusel viisil kui roostevaba terase puhul ning parameetrite lubatud vahemik on laiem, mis võimaldab palju suuremat operaatori vabadust.

Gaasi valik: hapnik, õhk või lämmastik

*Rõhuhinnangud on näitlikud algväärtused toru suus—kontrollige neid oma masina tootja andmete ja gaasivarustussüsteemi järgi.

Õhk: Kulutõhus lahendus õhukesele lehele

Õhukesel lehel on tihendatud õhk sageli madalaima töökuluga valik, kuna see elimineerib hapniku tarnimise lepingud ja annab nõrgema hapnikuoksidatsiooni hapnikuvaesese reaktsiooni tõttu. Õhk peab olema puhas ja kuiv, sest niiskus ja õli halvendavad lõikekvaliteeti ja optikat. Mõnel terasliigil võib õhulõike serv olla veidi kõvem, mis on oluline arvesse võtta, kui serv läheb edasi sekundaarse töötlemise või vormimise alla.

Ainult siis, kui serv peab olema täiesti okssideta

Hapnikuvaba süsinikteraselt saadav süsinikdioksiid tagab täpselt ühe asja—oksidivaba, heleda serva—aga kiiruse, gaaskulu ja võimsustarbe hinna eest. See sobib osadele, mida kasutatakse otse pulberkate või tsinkimise all, kuigi enamikus töökodades on sama värvitud pinnakäsitluse saavutamiseks majanduslikum kasutada hapnikku koos deskaalaga kui süsinikdioksiidi.

Parameetrite algväärtused paksuse järgi

Iga masin ja materjali partii on erinev. Kasutage alljärgnevat raamistikku lähtepunktina hapnikulõikes, siis arendage tootmisparameetrid testlõike abil tegelikul plaatidel. Kvaliteet sõltub suuresti kiire kvaliteedist, nõela olekust, fookuse täpsusest ja gaasi tarnimisest.

*Näitlikud vahemikud ainult. 3 kW seade võib lõigata 12–16 mm paksust materjali sõltuvalt kiire kvaliteedist ja seadistusest, samas kui 6 kW süsteem tavaliselt ulatub kaugemale kui 20 mm. Võimsus määrab ülemise piiri, samas kui gaas ja fookus määravad kvaliteedi.

Üldised seadistusreeglid

• Põhjas olev metallituhk hapnikulõikes viitab tavaliselt valele tasakaalale: kontrollige enne võimsuse suurendamist fookuskaugust ja gaasirõhku.

• Õhukesel lehtmetallis ülemise serva põletamine viitab liialt suurele energiale: vähendage võimsust, suurendage kiirust või alandage hapnikurõhku.

• Rohkem kui 20 mm paksusel plaatidel esinevad ebakorrapärased striatsioonid viitavad tavaliselt pigem fookuskaugusele, gaasi puhtusele või optikaprobleemidele kui võimsuse piirangutele.

• Müra mõjutab lõikeprotsessi: Kuumvalatud plaat süttib ja lõigatakse erinevalt kui pesitud või liivapihustatud plaat. Kui pinnatingimused muutuvad, kontrollige parameetreid uuesti.

Oksüüdi lõikamise fookuse ja suuava seadistus

Oksüüdi lõikamine teeb laiemat lõikekanaali kui lämmastiku lõikamine ning fookuse käitumine on selgelt erinev.

• Õhuke lehtmetall: Fookus pinnal või selle läheduses tagab kiimseima ja puhtaima lõike.

• Keskmine ja paks plaat: Negatiivne nihkeparameeter (fookus materjali sees) jaotab energiat lõike sügavuses ja vähendab allosa sulatust. Seda tuleb täpsustada katsete abil.

• Suuava ja kaugus: Kahjustatud või keskelt kõrvale nihkunud suuava moonutab oksüüdijetti ja teeb asümmeetrilise sulatuse. Kaugus on tavaliselt 0,5–1,5 mm kaasaegsetel peadel ja peab jääma püsivaks.

• Gaasi tarnimine: Veenduge oksüüdipõhise lõikamise ajal oksüüdipressuuris otse suuavas, mitte ainult regulaatori näidustuste järgi.

Teravnud süsinikteras: kus hapnik tagasitab

Süsinikterase töötlemisel esineb kõige sagedamini vigu läbipõkemisel, mitte lõikamisel. Hapnik ja valgekuum süsinikteras moodustavad energiakas kombinatsioon; täisvõimsusega hapnikupõkem paksus plaatides võib äärmiselt vägatult eksplodeerida ja sulatunud metalli pisarad saabuda nõelale ja kaitselehterile.

• Pulsipõkem või astmeliselt tõusv põkem: Alustage põkemist pulsipõhise või astmeliselt tõusva kiirgusega asemel täisjätkuvvõimsusega, et kontrollida läbimurdmist ja vähendada sulatunud metalli väljapuhumist.

• Reguleeritud abigas: Paljud masinad kasutavad põkemisel vähendatud või viivitatud hapnikku või kasutavad põkemisfaasis õhku/lämmastikku enne üleminekut hapnikule lõikamisel. Järgige alati tootja soovitusi põkemisprotseduuri kohta.

• Andke piisavalt aega põkemisele: Paks plaat nõuab pikemat põkemisaega; kiirustamine teeb põkemisprotsessi ebastabiilseks ja põhjustab põkemispaigas suurema soojuspiirkonna jälje.

• Kontrollige põkemise järel: Puhumine rikub esmalt nõela ja kaitseläätse. Kontrollige mõlemat komponenti enne lõikamist, sest rikutud nõel tagab defektse osa.

Oksiidkihi küsimus: aktsepteerida, vähendada või eemaldada

Tahke hapnikuga lõikamisel tekib lõikepinnale alati oksiidkiht ja paksude plaatide puhul ka alumise serva põhjale dross (slag). Selle, kas seda tuleb sekkumisega kõrvaldada, määrab järgnevad tööoperatsioonid.

• Aktsepteerige seda: Konstruktsiooniosade, riputusklappide ja pärast kokkupanekut keevitatavate või värvitavate osade puhul on oksiid ja kerge dross täiesti vastavas piirides. Paljud konstruktsiooninõuded lubavad oksüüdi lõike äärdeid selgelt.

• Vähendage seda: Alumist drossi saab minimeerida – kuigi paksu plaadi puhul seda harva täielikult vältida – õige fookuse sügavuse, rõhu masina soovituslikus vahemikus ja paksusele vastava kiiruse säilitamisega. Lõikamine veidi aeglasemal kiirusel kui maksimaalne vähendab sageli drossi tõhusamalt kui võimsuse suurendamine.

• Eemaldage see: Osad, mille ette on määratud pulberkate, tsinkimine või täppislik montaaž, nõuavad töötlemist: kergelt põhjaääre lihvumist, õhulõike, kui väiksem oksüdkihi moodustumine on lubatud, või lämmastikulõike, kui oksüdkihi moodustumine tuleb täielikult vältida.

Peepmuste reegel: Määrake ääre nõuded enne abi gaasi valikut. Happes annab kõige kiirema ja majanduslikuma lõike, kuid ääre lõpetamise nõuded tuleb arvesse võtta kogu töövoos.

Kiire veaparanduse viide

KKK

K: Kas põhjaäärne sulatunud metalli jääk hapnikulõikes süsinikterasest on tavapärane?

S: Paksema lehe puhul jah. Oksiid ja mõni põhjaäärne sulatunud metalli jääk on hapnikulõike omadused. Õige fookus, rõhk ja kiirus vähendavad neid ning kergelt lihvitud pinnale saab need vajadusel eemaldada. See ei näita masina rikkeid.

K: Kas ma saan süsinikterasest lõigata lämmastiku või õhuga asemel hapnikuga?

S: Õhk sobib hästi õhukesesse lehtmetalli (tavaliselt kuni 3–6 mm), mis vähendab gaasi maksumust ja annab kergema oksiidkihi ääre. Lämmastik annab heleda, oksiidivaba ääre, kuid see on oluliselt aeglasem ja kallim, mistõttu on selle kasutamine majanduslikult otstarbekas ainult siis, kui see võimaldab järgmise tööetapi (nt pinnakatte ettevalmistamiseks vajaliku oksiidikihi eemaldamise) ära jätta.

K: Miks kasutab hapnikulõike madalamat gaasirõhku kui lämmastikulõike?

S: Hapnik reageerib terasega keemiliselt ja teeb soojusenergiat, mistõttu ei ole sulatunud materjali väljatõmbamiseks vaja kõrget mehaanilist rõhku. Liiga kõrge rõhk häirib eksotermilist reaktsiooni ja jahutab lõikeava liiga vara.

K: Millist paksust süsinikterasest saab kiulaseriga lõigata?

V: Oksügeeni abil saab kiulaseriga tavaliselt lõigata süsinikterast kuni 1,5–2 korda suurema paksuse kui sama võimsusega seadmega roostevabast terasest. Keskmise võimsusega masinad suudavad tavaliselt töödelda 12–20 mm paksust materjali, samas kui kõrgema võimsusega süsteemid ulatuvad selgelt üle 20 mm. Umbes 25–30 mm üle poole lähevad paljud töötlemisettevõtted majandusliku efektiivsuse huvides plasma- või gaasilõike süsteemidele.

Süsinikterase lõikamise seadistamine teie töökohas

Süsinikteras on endiselt kiulaserite jaoks kõige mugavam materjal, kuid sobimatu gaasi valik või parameetrite vale seadistamine võib lihtsalt viia tootlikkuse kaotsimineku. Kui teie ettevõte hindab seadmeid segatud koormuse jaoks, saavad meie rakendusinsenerid analüüsida teie konkreetset paksusvahemikku ja servade nõudeid, soovitada ideaalset võimsusklassi ja gaasikonfiguratsiooni ning korraldada enne ostu proovilõike teie tegelikul plaatidel.

[Võtke ühendust rakendusinseneriga] — Jagage oma materjali paksusvahemik, detailide suurused ja lõpetusnõuded (värvitud, keevitatud või puhas), et saada kohandatud masinasoovitus ja parameetrite algväärtused.