Jak nastavit tlak pomocného plynu pro laserové řezání tlustých desek?

Proč je tlak podporujícího plynu skrytou proměnnou při řezání tlustých desek

Řezání laserem vysokého výkonu vypadá jako souboj mezi výkonem paprsku a tloušťkou plechu, ale proud podporujícího plynu často rozhoduje o tom, kdo vyhraje. U tlustých desek tento proud vyfukuje roztavený kov ze štěrbiny, ochlazuje řeznou hranu a chrání trysku před rozstřikem. Pokud některá z těchto funkcí není plněna, kvalita řezu rychle kolabuje.

Příliš nízký tlak zanechává škváru na spodním okraji nebo částečně přeruší desku. Příliš vysoký tlak deformuje řez, způsobuje zkosení a zhoršuje kvalitu okraje. U desky z uhlíkové oceli tloušťky 20 mm stačí změna tlaku pouze o jeden bar, aby se hranice přesunula od výrobku připraveného k dodání k výrobku vyžadujícímu dodatečné opravy. ISO 9013, mezinárodní norma pro klasifikaci kvality tepelně řezaných povrchů, spojuje třídu kvality okraje s stabilitou procesu, a proto řízení tlaku pomocného plynu podporuje opakovatelnou výrobu. Právě proto nastavení tlaku pomocného plynu pro laserové řezání tlustých desek zaslouží více než pouhý pohled do parametrické tabulky.

Volba plynu podle materiálu

Volba plynu předchází nastavení tlaku. Kyslík je preferovaným plynem pro řezání tlustých desek z uhlíkové oceli, protože exotermická reakce dodává další řeznou energii. Nevýhodou je mírně oxidovaný okraj, který obvykle vyžaduje čištění před natíráním nebo pozinkováním.

Dusík je čistší volbou pro nerezovou ocel a hliník. Vytváří jasný, bezoxidový řez, ale vyžaduje vyšší tlak a průtok, protože řez závisí téměř výhradně na laserovém paprsku. Směsné plyny a stlačený vzduch přinášejí rovnováhu mezi kvalitou řezu a náklady.

Pro provozy, které řežou širokou škálu materiálů, systém pro výrobu plynů na místě odstraňuje potíže spojené se výměnou lahví. Raysoar nabízí směsné plyny (FCP/FCS), dusík s čistotou 99,99 % pro jasný řez (BCP/BCE) a systémy pro řezání čistým vzduchem (PAP/PAB) pro několik výkonových rozsahů.

Nastavení tlaku podle materiálu a tloušťky

Neexistuje univerzální hodnota, ale následující rozsahy poskytují praktický výchozí bod pro řezání vláknovým laserem ve výkonové třídě 6 kW až 20 kW. Považujte je za základní nastavení a upravte je podle stavu trysky, ohniska a čočky.

Vyšší tlak dusíku není vždy lepší. Jakmile je řez plně vyvětrán, nadbytečný tlak zvyšuje především náklady na plyn a opotřebení trysky. Cílem je minimální tlak, který zaručuje hranu bez trosky.

Jak upravit tlak na stroji

Začněte s hardwarem. Zkontrolujte tryska Zkontrolujte opotřebení trysky, ověřte výšku odstupu a ujistěte se, že jsou filtry plynového potrubí čisté. Opotřebovaná tryska přemění hladký proud na turbulentní rozprašování a činí každé měření tlaku nepolehlivým.

Dále načtěte základní parametry z knihovny nastavení řezání a proveďte testovací pruh na odpadním materiálu. Pozorujte spodní hranu na vznik trosky a horní hranu na zaoblení. Pokud je řez čistý, ale pomalý, zvyšte tlak po krocích 0,5 baru pro dusík nebo 0,1 baru pro kyslík. Pokud se hrana stane drsnou nebo se šířka řezné štěrbiny zvětší, tlak snižte.

U jedné zakázky u výrobce chemického zařízení v jižní Číně tým bojoval s trvalým vznikem trosky na spodní hraně nerezové oceli tloušťky 25 mm. Parametrický list doporučoval tlak 22 baru, ale ve výrobní dílně se používal tlak pouze 18 baru za účelem úspory plynu. Zvýšení tlaku na 23 baru a výměna poškozené trysky trosku odstranilo a přibližně zkrátilo dobu následného zpracování napůl. Řešením nebyla vyšší výkonová hustota laseru, ale poskytnutí plynu dostatečné síly k dokončení řezu.

Časté chyby a stabilnější zdroj plynu

Spouštění každého materiálu za stejného tlaku je nejrychlejší způsob, jak plýtvat plynem a poškodit řezy. Ignorování čistoty plynu a rosného bodu umožňuje vlhkosti proniknout do proudu, což se projevuje nepředvídatelným řezáním hliníku a nerezové oceli. Spoléhání se na tlak v lahvi je riskantní, protože tlak v lahvi během směny klesá, takže poslední deska může být řezána jinak než první. Poškozená nebo špinavá tryska ničí koherenci plynu ještě před tím, než proud dosáhne desky.

Generátor dusíku nebo směsného plynu na místě řeší problém zásobování. Místo plánování dodávek lahví a sledování kolísání tlaku stroj odebírá stabilní plyn s řízenou čistotou a tlakem. Pro výkonné směsné řezání jsou systémy dimenzované pro výkon laseru od 12 do 120 kW, které pokrývají celý rozsah tlaku a průtoku. Pro jasně řezání až do výkonu 30 kW udržuje jednotka dusíku s čistotou 99,99 % čistý řez bez nutnosti logistiky lahví. Pro řezání vzduchem při nižším výkonu nahrazuje čistý vzduchový systém pod 12 kW lahvový dusík při tenčích materiálech.

Finální kontrolní seznam před dalším během

Před dalším zpracováním tlustých desek projděte tento seznam. Potvrďte, že typ plynu odpovídá materiálu. Nastavte tlak na základní hodnotu pro danou tloušťku. Ověřte, že čistota plynu a teplota rosného bodu jsou v rámci specifikace. Prohlédněte si vnitřní průměr trysky a vyměňte ji, pokud se na otvoru objeví eliptické opotřebení nebo rozstříknutí. Proveďte testovací pruh a vyhodnoťte jeho hranu ještě před tím, než začnete zpracovávat celou desku. Zkontrolujte údaj na průtokoměru vzhledem k cílové hodnotě, nikoli pouze údaj na manometru.

Dílny, které řežou různé materiály v rámci více směn, mohou přepnout z dodávky z lahví na generační systém plynů Raysoar pro provozní výrobu a udržet tak konstantní tlak mezi jednotlivými deskami. Stabilní plyn, správný tlak a čistá tryska přispívají k kvalitě řezání tlustých desek více než jakékoli zvyšování výkonu laseru.