Შედარებით მძიმე ფოლადის ლაზერული დაჭრა: პროცესის ფანჯრები და სხივის ხარისხის მოთხოვნები

10 მმ-ზე ნაკლები სისქის შემთხვევაში უმეტესობა ფიბერული ლაზერის პრობლემები პარამეტრების პრობლემებია. მიახლოებით 16 მმ-ზე მეტი სისქის შემთხვევაში ისინი ფიზიკური პრობლემები ხდებიან.

Ამ ზღვარზე სამი ფაქტორი ერთდროულად იცვლება:

• Ღრმა საჭრელი არხი: Საჭრელი არხი ღრმა არხად იქცევა, სადაც დამხმარე აირი რთულად აღწევს მის ფუძეს.

• Სხივის გაფანტვა: Რეილის სიგრძის ეფექტები და სხივის გაფანტვა ფოკუსირებული ლაქის ზომას ზედაპირის ქვეშ 20 მმ-ზე შესამჩნევად გაზრდის.

• Სიზუსტის რისკები: Პირველად ხდება მოჭრის ნაცვლად პრობლემა წარმოიშობა მასალის გახვრელვის დროს — ეს არის ის პროცესი, რომელიც ყველაზე მეტად შეიძლება გამოიწვიოს ნაკეთობის, ნოზლების და დაცვითი ლინზების დაზიანება.

Ეს სახელმძღვანელო მოიცავს 16–30 მმ ნახშირბადის ფოლადისა და მაღალი სიმტკიცის ფოლადის ფილების დამუშავებას, რომელშიც განხილულია სხივის პარამეტრების ნამრავლის (BPP) ზღვარები, ზუმ-ოპტიკა, პროგრესული გახვრელვა, ჟანგბადის დინამიკა, კერფის დახრის კონტროლი და დროსის წარმოქმნის თავიდან აცილება.

Ფოკუსირებული ლაზერული სხივი არის კონუსი, არ არის ცილინდრი. 25 მმ კერფის ფუძეში სიმძლავრის სიმკვრივე მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე მის წვერში, ხოლო დნებად გახდარი მეტალი გაცილებით მეტი მანძილი უნდა გაიაროს გამოსატყორცნად. პატარა ფოკუსირებული ლაქი, მაღალი კვეთის სიჩქარე და მკაცრად ფოკუსირებული სხივი — რომელიც კარგად მუშაობს თავდაპირველად თავისუფალ ფოლადზე — ამ შემთხვევაში სწორედ საპირისპირო ეფექტს ახდენს.

3 მმ-იან ფურცელზე დახმარების აირი დარწმუნებულად აღწევს კვეთის ზონას. 25 მმ-იან ფილაზე აირი უნდა გაიაროს მოლტენი კედლებით შემოვლებული ვიწრო არხი, რომლის სიგანე ხშირად 1,0 მმ-ზე ნაკლებია. ნოზლის სტატიკური წნევა ძალიან ცოტა ინფორმაციას გვაძლევს ქვედა ნაწილში დინამიკური წნევის შესახებ; ბევრი "არასაკმარისი ლაზერული სიმძლავრე" შეტანა ფაქტობრივად აირის დინამიკის პრობლემებია.

20 მმ-ზე 0,3 მმ-იანი გვერდითი კონუსი წარმოადგენს 1,5 %-იან გაზომვის შეცდომას, რომელსაც ხარისხის კონტროლი დასაბუთებულად აღინიშნავს. 3 მმ-ზე იგივე შეცდომა თითქმის შეუმჩნევლად რჩება.

Სხივის პარამეტრის ნამრავლი (BPP) არის ნახევარ-გაშლილობის კუთხე, გამრავლებული ტალღის ტალღის რადიუსზე (გამოხატულია მმ·მრად-ში). ის განსაზღვრავს, როგორ მჭიდროდ შეიძლება ლაზერული სხივის ფოკუსირება და როგორ სწრაფად გაშლება ის. სუფთა ლაზერული სიმძლავრისგან განსხვავებით, BPP არ შეიძლება გაუმჯობესდეს უბრალოდ სიმძლავრის მოდულების დამატებით.

1 მკმ-იანი ბოჭკოს წყაროსთვის თეორიული დიფრაქციის ზღვარი 0,34 მმ·მრად-ს მიახლოებით არის. რეალური სამრეწველო წყაროები მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან:

• Მაღალი სიკაშკაშეს მქონე ერთმოდური წყაროები: დაახლოებით 0,3–1,5 მმ·მრად

• Სტანდარტული მრავალმოდური დაჭრის წყაროები: დაახლოებით 2,0–6,0 მმ·მრად

• Ძველი მაღალი სიმძლავრის წყაროები: 8,0 მმ·მრად და მეტი

Ლაქის ზომა და რეილეის სიგრძე (ფოკუსირების სიღრმე) ბუნებრივად დაკავშირებულია BPP-ით. ფიქსირებული BPP-ის შემთხვევაში, ლაქის დიამეტრის ნახევრად შემცირება ამცირებს რეილეის სიგრძეს ოთხჯერ. 0,15 მმ ლაქი, რომელიც იდეალურია 4 მმ სტაინლესის გასაჭრელად, მკვეთრად გამოვიდება ფოკუსიდან 25 მმ სისქის პლასტინის სიგრძის ერთი მესამედის გასვლის შემდეგ.

Სისქე მოთხოვს უფრო დიდი ლაქის ზომას და გრძელ გამოყენებად ფოკუსირების სიღრმეს, რაც მოითხოვს უკეთეს სხივის ხარისხს (დაბალი BPP), რათა მიღწევა შეიძლება. ორი მანქანა, რომლებიც ორივე 20 კვტ-ით არის დასახელებული, შეიძლება განსხვავდებოდეს 100%-ით მიღწევადი სისქით, მხოლოდ სხივის ხარისხის გამო.

Ყიდვის რჩევა: "20 კვტ" არ არის სრული სპეციფიკაცია. ყოველთვის მოუთხოვეთ გამომავალი BPP, ბოჭკოს ცენტრალური დიამეტრი და რეალური დაჭრის თავის მეშვეობით მიღებული ლაქის ზომა.

Ქვემოთ მოცემული ცხრილი მოწოდებს პრაქტიკულ ინჟინერულ ჩარჩოს სტრუქტურული ნახშირბადის ფოლადის ოქსიგენური დაჭრისთვის (არ არის თეორიული გამოყოფის ზღვარი):

Შენიშვნა: სიჩქარეები მითითებულია მსუბუქი ფოლადისთვის ჟანგბადის გამოყენებით. მომწოდებლების „მაქსიმალური სისქის“ სპეციფიკაციები ხშირად აღწერს გამოყოფას (ფირფიტების გამოყოფას), არა კი ხაზგასასახავად მისაღები კიდეების ხარისხს.

S690/S700 სორტები და კვენჩირებული-ტემპერირებული აბრაზიული წინააღმდეგობის ფილები (400–500 HB) წარმოადგენენ ორ კონკრეტულ კომერციულ რისკს:

1. Თბოზე გავლენის მოხდენის ზონის შესუსტება: Ჟანგბადით კვეთის დროს მაღალი თბო გადაეცემა თბომკაცებულ შენაირებებს, რის შედეგად წარმოიქმნება შესუსტებული თბოზე გავლენის მოხდენის ზონა, რომელიც შეიძლება დაეცეს მოცემული სიმტკიცის სპეციფიკაციების ქვევით.

2. Კიდეების გატეხვა: Მაღალი სიმტკიცის მქონე სქელი ფილების კვეთის შემდეგ ფორმირების დროს გატეხვის რისკი მნიშვნელოვნად იზრდება, განსაკუთრებით თუ კვეთა ცხელად ხდება და ფორმირება სტრესის გამოსაცლელად არ ხდება.

Სიმტკიცით განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი კიდეებისთვის აზოტით ან მაღალი წნევის ჰაერით კვეთა შემცირებული სიჩქარით ხშირად არის ინჟინერულად უფრო სასურველი არჩევანი ჟანგბადით კვეთასთან შედარებით.

Ზუმირების კვეთის თავები შეიცავს მოტორიზებულ კოლიმირების ოპტიკას, რომელიც არეგულირებს სხივის გაფართოების კოეფიციენტს ფოკუსირების ლინზაზე დაცემამდე. ეს საშუალებას აძლევს წერტილის ზომისა და ფოკუსირების სიღრმის დინამიურად შეცვლას ფიზიკური ლინზების შეცვლის გარეშე.

• Კონტურები 20 მმ-ზე მეტი სისქის ფილაში: Გაზარდეთ ლაზერული ლაქის ზომა ფოკუსირების სიღრმის გასაფართოებლად, რაც მიიყვანებს პიკური ინტენსივობის შემცირებას და უფრო წრიული, ნაკლებად კონუსური კერფის კედლის მიღებას.

• Პირსინგის პროცედურები: Გაზარდეთ ლაზერული ლაქის ზომა პიკური ინტენსივობის შესამცირებლად და ექსპლოზიური სპლეშბექის თავიდან ასაცილებლად; ამოძრავეთ ზუმის რეგულირება დინამიურად ერთდროულად ძალის გაზრდასთან.

• Პატარა ხვრელების გეომეტრია: Შეამცირეთ ლაზერული ლაქის ზომა სისქეზე ნაკლები ხვრელების დასაჭრელად, მაგრამ საწყისი პირსინგი უნდა განხორციელდეს გაფართოებული ლაქის პროფილით აფეთქების თავიდან ასაცილებლად.

Კონტროლერის მოთხოვნა: Დარწმუნდით, რომ თქვენი CNC კონტროლერი მხარს უჭერს ფენაში ლაზერული ლაქის ზომის ცვლილებას. ფენაზე მორგებული ზუმის თავები, რომლებსაც შეუძლებელია ფენაში რეგულირება, დაკარგავენ თავიანთ ძირითად სარგებლიანობას საკმარისად სისქე ფილებზე.

25 მმ ფილაზე სრული ძალით მოხდენილი სტატიკური ჟანგბადის პირსინგი იწვევს აფეთქებას: დნობილი ლითონი და რკინის ოქსიდი ამოიფრქვევა ზევით, რაც ნოზლზე შლაგის დაბრუნებას და დაცვითი საფარების სრიალების ზიანს იწვევს.

Პროგრესული პრობირება ამ რისკს აღმოფხვრავს მრავალსტადიური თანმიმდევრობით:

1. Მაღალი დეფოკუსირების დაწყება: Პირველად თერმული ენერგიის გავრცელებისთვის პირობითი ზედაპირის ზემოთ ფოკუსირება და გამარტოების სიმაღლის ამაღლება.

2. Პულსური კეიჰოლის დაწყება: Მაღალი პიკური სიმძლავრე დაბალი დიუტი ციკლით იწყებს დნობას უკონტროლო ექსოთერმიული რეაქციის გამოძახების გარეშე.

3. Ნაბიჯ-ნაბიჯ ქვევით გადასვლა: Ფოკუსი ეკლება, ხოლო სიმძლავრე/დიუტი ციკლი 3–6 ცალკეულ ნაბიჯზე ზრდის მიმართულებით იზრდება, რაც ხვრელს ნელ-ნელა გააღრმავებს.

4. Ქვედა დაყოვნება: Შემცირებული სიმძლავრის დაყოვნება დასრულებს გამარტოებას და საშუალებას აძლევს დნობილ პულსს გასუფთავებას.

5. Გადასვლის კვეთა: Წნევა, ფოკუსი და სიმძლავრე უხეშობის გარეშე გადაიტანება კვეთის პარამეტრებზე ღერძების მოძრაობის დაწყებამდე.

Იმ ნაკეთობებზე, რომლებსაც ათეულობით სისქე მქონე ფილებზე გაკეთებული ხვრელები სჭირდება, ხვრელების გაკეთების დრო მთლიანი დამუშავების ღირებულების უმეტესობას შეადგენს. ამ მიზეზით, აღჭურვილობის შეძენამდე შეაფასეთ „ხვრელების ციკლის ეფექტურობა“ ლაზერის სიძლიერის მონაცემებთან ერთად.

Ჟანგბადით ლაზერული კვეთა ეფუძნება რკინის ექსოთერმულ ჟანგვას, არა მხოლოდ მექანიკურ კინეტიკურ გამოყოფას. ჭარბი გაზის წნევა არღვევს მოცული საზღვრის ფენას, გაცივებს რეაქციის ზონას და წარმოქმნის ფართე, გამოკვეთილ და ჭარბად ჟანგულ კვეთის ხაზს.

Სისქე მქონე ფილების კვეთა მოითხოვს მაღალ მოცულობით სიჩქარეს დაბალი სიჩქარით. დიდი დიამეტრის ნოზლები საშუალო წნევაში გაზს ღრმა არხში ატარებენ ტურბულენციის გარეშე. 20–30 მმ სისქის მასალებზე ერთსარტულიანი ნოზლები (1,2–2,5 მმ) 0,6–1,5 ბარ წნევაში მუშაობის სტანდარტული რეჟიმია.

• Ოპტიმალური სიჩქარის ქვევით: Კერფი გადახურდება, რაც იწვევს ძლიერ ჟანგვას და ხშირად გამოხატულ, უფრო ხშირად გამოხატულ და უფრო ხშირად გამოხატულ დაბალი სიჩქარის ნარჩენებს.

• Ოპტიმალური სიჩქარის ზევით: Სხივი გადააჭარბებს ჟანგვის რეაქციას, რაც იწვევს ფინე და ძლიერ დამაგრებულ სიჩქარის ნარჩენებს ქვედა კიდეზე.

25 მმ ფილაზე გამოყენებადი სიჩქარის ფანჯარა შეიძლება იყოს ნომინალური სიჩქარის ±20 %-ში. გამოიყენეთ კონტურის მიხედვით შესატანი სიჩქარის გადამეტებები, არ არსებობს ერთი საერთო სიჩქარე. კუთხის ნარჩენები თითქმის მთლიანად გამოწვეულია სიჩქარის შემცირებით სიმძლავრის/გაზის რეგულირების გარეშე.

99,5 %-ზე ნაკლები გაზის სისუფთავე იწვევს დაკვეთის სიჩქარის მოკლე ვადაში დაკარგვას და მძიმე ნარჩენების წარმოქმნას. ყოველთვის გაზის სისუფთავე და დინამიკური წნევა იზომება დაკვეთის თავზე შესასვლელში სრული ნაკადის დროს.

• Მიზეზი: Ბუნებრივი ჟანგბადის რეაქციის გეომეტრია, სადაც აირის სიყოფელი უმაღლესია ზედა ნაკვეთში.

• Გამოსწორება: Ქვედა ფოკუსირების წერტილი ცოტა უფრო ღრუბლიანად მასალაში; გაზარდეთ ლაზერული ლაქის ზომა ვერტიკალური სიმძლავრის სიმჭიდროვის გასათანაბრებლად; შეასწორეთ ნოზლის ცენტრის თანხვდება.

• Მიზეზი: Ჭარბად ღრუბლიანი ფოკუსირება და ჭარბი დამხმარე აირის წნევა, ან მცირე ნოზლის დიამეტრი.

• Გამოსწორება: Აწევეთ ფოკუსირების პოზიციას; შეამცირეთ აირის წნევა; გაზარდეთ ნოზლის ხვრელის ზომა.

• Მიზეზი: Ერთეულ სიგრძეზე ჭარბი სითბოს შეყვანა (გადაწვა).

• Გამოსწორება: Გაზარდეთ კვეთვის სიჩქარე, შეამცირეთ ლაზერული სიმძლავრე ან შეამცირეთ ჟანგბადის წნევა.

• Მიზეზი: Ლაზერული სხივი გადააჭარბებს ჟანგვის წინა სივრცეს.

• Გამოსწორება: Შეამცირეთ კვეთის სიჩქარე ან დააბრუნეთ ფოკუსირების პოზიცია. Არ აწელოთ გაზის წნევა, რადგან ეს უფრო მეტად აუარესებს სიჩქარის დროს წარმოქმნილ ნარჩენებს.

Როდესაც შეაფასებთ 16–30 მმ დამუშავების მიზნით მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოს ლაზერულ მანქანებს, მოუთხოვეთ მომწოდებლებს დაადასტურონ:

• Გამოტანის დროს მიღებული BPP და სამუშაო ნაკვეთზე ფაქტობრივი ლაზერული ლაქის ზომა გოლოვის მეშვეობით.

• Ოპტიკური ზუმირების კოეფიციენტი და შესაძლებლობა შრეების შიგნით დინამიკურად შევცვალოთ ლაქის ზომა.

• Დოკუმენტირებული მაქსიმალური პროგრესიული პირსინგის სისქე (არ მხოლოდ გამოკვეთვის სისქე).

• Გამოთვლილი ჟანგბადის მოხმარების სიჩქარე (მ³/საათში) 20–30 მმ-ზე და ამის მიხედვით გამომდინარე ექსპლუატაციური ხარჯები.

• Საკუთარი სპეციფიკური ფოლადის ხარისხის გამოყენებით ადგილზე კვეთის ნიმუშების მიღება, სადაც გაზომილი იქნება კონუსურობა და ნარჩენები გადაიღება სტანდარტული განათების პირობებში.

Სქელფურცელიანი კვეთის შესაძლებლობა განისაზღვრება შეკვეთის გაფორმებამდე — ეს განპირობებულია სხივის ხარისხით, პირსინგის შესაძლებლობით და გაზის დინამიკით.

Თუ არჩევთ მანქანებს 16–30 მმ სტრუქტურული ფოლადის ან ცხელი გამოყენების ფოლადის ფილებისთვის, წარმოადგენთ საჭიროებელ სისქეს, მასალის ხარისხს და დაშვებული გადახრების მოთხოვნებს. ჩვენი აპლიკაციური ინჟინერიის გუნდი მოგაწოდებს ინდივიდუალურად შერჩეულ ძალას/ბიპიპის რეკომენდაციას, პროგრესულ პირსინგს და საწარმოში ნიმუშების ტესტირებას მიწოდებამდე.

[მოუთხოვეთ სქელი ფილის აპლიკაციის შეფასება] →Ინჟინერიული შეფასებისთვის მოაწოდეთ ფილის სისქე, მასალის ხარისხი, მინიმალური ხვრელების დიამეტრები და კიდეების დაშვებული გადახრები.