Hvordan indstilles hjælpegas-trykket til laserskæring af tykke plader?

Hvorfor er assisterende gaspres den skjulte variabel ved skæring af tykke plader

Laserskæring med høj effekt ligner en kamp mellem stråleeffekten og pladetykkelsen, men strømmen af assisterende gas afgør ofte, hvem der vinder. Ved skæring af tykke plader blæser jetstrålen smeltet metal ud af snitsporet, køler snitsporens front og beskytter dysemodellen mod sprøjt. Når én af disse opgaver ikke udføres tilstrækkeligt, falder skærekvaliteten hurtigt sammen.

For lavt tryk efterlader slag på bundkanten eller skærer pladen delvist over. For højt tryk forvrænger snitspalten, skaber en konisk form og gør kanten ru. På en 20 mm tyk kulstålplade kan en variation på blot én bar få kanten til at gå fra produktionsklar til krævende efterbearbejdning. ISO 9013, den internationale standard for klassificering af kvaliteten af termisk udført skæring, forbinder kantkvalitet med processtabilitet, så trykstyring understøtter gentagelig produktion. Derfor kræver indstillingen af hjælpegastrykket ved laserskæring af tykke plader mere end et hurtigt blik på parameterarket.

Tilpasning af gassen til materialet

Valget af gas kommer før indstillingen af trykket. Ilt er det foretrukne valg til tykke kulstålplader, fordi den eksoterme reaktion tilføjer skæreenergi. Kompromiset er en svagt oxideret kant, som normalt kræver rengøring før maling eller galvanisering.

Nitrogen er den renere mulighed til rustfrit stål og aluminium. Det giver en blank, oxidfri kant, men kræver højere tryk og volumen, fordi snittet næsten udelukkende afhænger af laserstrålen. Blandet gas og komprimeret luft balancerer kvaliteten af kanten og omkostningerne.

For operationer, der skærer en bred blanding af materialer, er et on-site-gasgenereringssystem en løsning på problemet med flaskeudskiftning. Raysoar tilbyder blandet gas (FCP/FCS), 99,99 % nitrogen til blankskæring (BCP/BCE) samt renluftskæringssystemer (PAP/PAB) til flere effektklasser.

Trykindstillinger efter materiale og tykkelse

Der findes ingen universel værdi, men de nedenstående intervaller giver et praktisk udgangspunkt for fiberlaserskæring i effektklassen 6 kW til 20 kW. Brug dem som udgangspunkt og justér efter dyse, fokus og linsets tilstand.

Højere kvælstoftryk er ikke altid bedre. Når skærsprækken er fuldt afventet, øger ekstra tryk primært gasforbruget og dyseudslittelsen. Målet er det mindste tryk, der giver en slaggerfri kant.

Sådan justeres trykket på maskinen

Start med hardwaren. Tjek dus bor for slid, kontroller stand-off-højden og sikr dig, at gasledningsfiltrene er rene. En slidt dyse omdanner en jævn stråle til en turbulente spray og gør alle trykmålinger upålidelige.

Dernæst indlæs referenceindstillingerne fra skæreparameterbiblioteket og udfør en testskæring på affaldsmateriale. Overvåg bundkanten for slagger og øverste kant for afrundning. Hvis skæret er rent, men langsomt, øges trykket med 0,5 bar trin for kvælstof eller 0,1 bar trin for ilt. Hvis kanten bliver ru eller skærespalten udvides, nedsættes trykket igen.

På et job hos en producent af kemisk udstyr i Sydkina kæmpede teamet med vedvarende bundspidser på 25 mm rustfrit stål. Parameterarket specificerede 22 bar, men værkstedet brugte kun 18 bar for at spare gas. Ved at øge trykket til 23 bar og udskifte en beskadiget dyse blev spidserne elimineret, og efterbehandlingstiden reduceredes cirka til halvdelen. Løsningen var ikke mere laserstyrke; den bestod i at give gassen tilstrækkelig kraft til at fuldføre opgaven.

Almindelige fejl og en mere stabil gasforsyning

At køre alle materialer ved samme tryk er den hurtigste måde at spilde gas og ødelægge kanter på. At ignorere gasrenhed og duggpunkt tillader fugt at komme ind i strømmen, hvilket viser sig som uforudsigelig skæring på aluminium og rustfrit stål. At stole på flaskestryk er risikabelt, fordi flasketrykket falder under skiftet, så den sidste plade måske skæres anderledes end den første. Et beskadiget eller snavset dyse ødelægger gasens sammenhæng, inden jetten når pladen.

En lokal kvælstof- eller blandede-gasser-generator løser forsyningsproblemet. I stedet for at planlægge flaskeleveringer og overvåge trykfald trækker maskinen konstant gas med kontrolleret renhed og tryk. For høj-effekt blandede skæringssystemer, der er dimensioneret til laserstyrker fra 12 til 120 kW, dækker hele tryk- og flowområdet. For lys skæring op til 30 kW sikrer en kvælstofenhed med 99,99 % renhed en ren kant uden behov for flaske-logistik. For lav-effekt luftskæring erstatter et ren-luft-system under 12 kW flaskeret kvælstof ved tyndere arbejdsstykker.

Endelig tjekliste før næste kørsel

Før næste job med tykkere plader gennemgår du denne liste. Bekræft, at gassorten passer til materialet. Indstil trykket til basisværdien for den pågældende tykkelse. Kontroller, at gasrenheden og dugpunktet er inden for specifikationen. Inspectér dysens indre diameter og udskift den, hvis åbningen viser oval slitage eller sprøjt. Kør en teststrimmel og inspicer kanten, inden du bearbejder hele pladen. Tjek flowmålerens aflæsning mod målværdien – ikke kun trykmålerens aflæsning.

Værksteder, der skærer blandede materialer i flere skift, kan skifte fra cylindertilførsel til et Raysoar-gasgenereringssystem til brug på stedet og opretholde konstant tryk fra plade til plade. Stabil gas, korrekt tryk og en ren dyse har større indflydelse på kvaliteten af tykkere plader end at øge laserens effekt nogensinde vil have.