Was sind die Gründe für das Problem des Laserschneidens? (Teil 1)

InLaser schneidenBei der Bearbeitung konvergieren die vom Laser ausgegebene Kollimation des Laserschneidkopfs und die Fokussierlinse zu einem Punkt (Fokus). Der Bediener muss sicherstellen, dass sich der bearbeitete Laserstrahl in der Mitte der Düse befindet, und die Düsenabstandsplatte anpassen

Der Abstand der Materialoberfläche (abhängig von der Dicke der Platte) wird an der Düse mit Hochdruckgas abgegeben und der Laserstrahl wird verwendet, um den Schneidvorgang abzuschließen. Die Gründe für das Scheitern sind folgende:

1. Der Einfluss der Schnittgeschwindigkeit auf die Schnittqualität

Bei gegebener Laserleistungsdichte und Material entspricht die Schnittgeschwindigkeit einer empirischen Formel. Solange sie über dem nationalen Wert liegt, ist die Schnittgeschwindigkeit des Materials proportional zur Laserleistungsdichte, d. h. die Leistungsdichte kann erhöht werden die Schnittgeschwindigkeit verbessern. Die hier genannte Leistungsdichte bezieht sich nicht nur auf die Laserausgangsleistung, sondern auch auf den Strahlqualitätsmodus. Darüber hinaus haben auch die Eigenschaften des Strahlfokussierungssystems, also die Größe des Flecks nach der Fokussierung, großen Einfluss auf das Laserschneiden.

Die Schnittgeschwindigkeit ist umgekehrt proportional zur Dichte (spezifisches Gewicht) und Dicke des zu schneidenden Materials. Während andere Parameter konstant bleiben, sind die Faktoren, die die Schnittgeschwindigkeit verbessern, folgende:

① Erhöhen Sie die Leistung (innerhalb eines bestimmten Bereichs, z. B. 500 ~ 2 000 W);

② Verbessern Sie den Lichtmodus (z. B. vom High-Modus zum Low-Modus bis TEM00):

③ Reduzieren Sie die Größe des Fokussierflecks (z. B. durch Fokussierung mit einer Linse mit kurzer Brennweite oder Verwendung eines asphärischen Fokussierspiegels):

Schneiden von Materialien mit geringer anfänglicher Verdampfungsenergie (wie Kunststoffe, Plexiglas usw.): Schneiden Sie Materialien mit geringer Dichte (wie Weißkiefer usw.); Dünnes Material schneiden.

Insbesondere bei Metallmaterialien kann die Laserschneidgeschwindigkeit einen relativen Anpassungsbereich haben und dennoch eine zufriedenstellende Schnittqualität aufrechterhalten, wenn andere Prozessänderungen konstant bleiben, die beim Schneiden von dünnem Metall etwas breiter als der dicke Teil ist. Manchmal führt die langsame Schnittgeschwindigkeit auch dazu, dass die Ablationsoberfläche des heißen Schmelzmaterials entladen wird, wodurch der Abschnitt sehr rau wird.

2. Der Einfluss der Verkaufsargument-Positionsanpassung auf die Schnittqualität

Da die Laserleistungsdichte einen großen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit hat, ist die Auswahl der Brennweite der Linse ein wichtiger Punkt. Die Punktgröße nach der Fokussierung des Laserstrahls ist proportional zur Brennweite der Linse und die Punktgröße nach dem Strahl Die Fokussierung durch die Linse mit kurzer Brennweite ist sehr klein, die Leistungsdichte außerhalb des besten Punkts ist sehr hoch, was für das Materialschneiden sehr vorteilhaft ist. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Tiefe sehr kurz ist und der Einstellspielraum gering ist Die Qualität ist sehr gering. Im Allgemeinen besser geeignet für das Hochgeschwindigkeitsschneiden von Vollmaterial. Da die lange Brennweite durch den Stift eine große Brennweite hat, eignet sie sich bei ausreichender Leistungsdichte besser zum Schneiden dicker Werkstücke.

Nach der Entscheidung, welches Brennweitenobjektiv verwendet werden soll, ist die Position des Fokus relativ zur Oberfläche des Werkstücks besonders wichtig, um die Qualität des Schnitts sicherzustellen. Aufgrund der höchsten Leistungsdichte im Fokus liegt die Fokusposition beim Schneiden in den meisten Fällen knapp an der Oberfläche des Werkstücks oder leicht darunter. Während des gesamten Schneidprozesses ist es eine wichtige Voraussetzung für eine stabile Schnittqualität, sicherzustellen, dass der Fokus relativ zum Werkstück positioniert ist. Aufgrund schlechter Kühlung und Hitze bei Bauarbeiten ändert sich manchmal die Brennweite, was eine rechtzeitige Anpassung der Fokusposition erfordert.

Wenn der Fokus in der besten Position ist, ist der Schlitz am kleinsten, die Effizienz am höchsten und die beste Schnittgeschwindigkeit kann die besten Schnittergebnisse erzielen. In den meisten Anwendungen wird der Strahlsammelpunkt direkt unter der Düse eingestellt. Der Abstand zwischen der Düse und der Werkstückoberfläche beträgt im Allgemeinen etwa 1,5 mm.

3. Der Einfluss des Hilfsgasdrucks auf die Schnittqualität

Im Allgemeinen erfordert das Materialschneiden den Einsatz von Hilfsgasen, und das Problem betrifft hauptsächlich die Art und den Druck der Hilfsgase. Normalerweise wird das Hilfsgas koaxial zum Laserstrahl abgegeben, um die Linse vor Verschmutzung zu schützen und die untere Schlacke des Schneidbereichs wegzublasen. Bei nichtmetallischen Materialien und teilweise metallischen Materialien wird Druckluft oder Sexualgas verwendet, um schmelzende und verdampfende Materialien zu entfernen und gleichzeitig eine übermäßige Verbrennung in der Schneidzone zu verhindern. Beim Laserschneiden von Metallen wird in den meisten Fällen Aktivgas (hauptsächlich O2) verwendet, um eine oxidative exotherme Reaktion mit heißem Metall auszulösen. Dieser Teil der zusätzlichen Wärme kann die Schnittgeschwindigkeit um 1/3 bis 1/2 erhöhen. Unter der Voraussetzung der Aufrechterhaltung des Hilfsgases ist der Gasdruck ein sehr wichtiger Faktor. Beim Schneiden dünner Materialien mit hoher Geschwindigkeit ist ein hoher Gasdruck erforderlich, um zu verhindern, dass die Rückseite des Schnitts an der Schlacke festklebt. Wenn die Materialstärke zunimmt oder die Schnittgeschwindigkeit langsamer wird, wird der Gasdruck entsprechend reduziert. Um die Kunststoffschneidkante zu verhindern, ist es auch besser, mit niedrigerem Gasdruck zu schneiden. Die Praxis des Laserschneidens zeigt, dass die Reinheit des Hilfsgases O2 einen erheblichen Einfluss auf die Schnittqualität hat. Eine Reduzierung der Reinheit um 2 Prozent reduziert die Schnittgeschwindigkeit um 50 Prozent und führt zu einer deutlichen Verschlechterung der Schnittqualität.

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