چگونه فشار گاز کمکی را برای برش لیزری صفحات ضخیم تنظیم کنیم؟
چرا فشار گاز کمکی متغیر پنهان در برش ورقهای ضخیم است
برش لیزری با توان بالا شبیه نبردی بین توان پرتو و ضخامت ورق است، اما جریان گاز کمکی اغلب تعیینکنندهٔ پیروزی یکی از طرفین است. در برش ورقهای ضخیم، این جت فلز مذاب را از شیار برش خارج میکند، صفحهٔ جلوی برش را خنک میسازد و نازل را در برابر پاشش محافظت میکند. هرگاه انجام هر یک از این وظایف بهدرستی انجام نشود، کیفیت برش بهسرعت افت میکند.
فشار بسیار پایین، سربارهای را روی لبهٔ پایینی باقی میگذارد یا بهطور جزئی ورق را قطع میکند. فشار بسیار بالا، شیار برش را اعوجاج میدهد، شیب ایجاد میکند و سطح لبه را ناصاف میسازد. در ورق فولاد کربنی ۲۰ میلیمتری، تغییر تنها یک بار فشار میتواند لبه را از وضعیت آمادهٔ تولید به وضعیت نیازمند بازکاری تبدیل کند. استاندارد بینالمللی ISO 9013 برای طبقهبندی کیفیت برش حرارتی، درجهٔ لبه را به پایداری فرآیند مرتبط میکند؛ بنابراین کنترل فشار گاز کمکی، تولید قابل تکرار را پشتیبانی میکند. این است دلیلی که تنظیم دقیق فشار گاز کمکی برای برش لیزری ورقهای ضخیم، نیازمند بیش از یک نگاه اجمالی به صفحهٔ پارامترهاست.
تطابق گاز با ماده
انتخاب گاز پیش از تنظیم فشار انجام میشود. اکسیژن گزینهٔ اصلی برای فولاد کربنی ضخیم است، زیرا واکنش گرمازا انرژی برش را افزایش میدهد. این امر علاوهبر مزیت، منجر به اکسید شدن جزئی لبه میشود که معمولاً قبل از رنگآمیزی یا گالوانیزه کردن نیازمند پاکسازی است.
نیتروژن گزینهای پاکتر برای برش فولاد ضدزنگ و آلومینیوم است. این گاز لبهای درخشان و بدون اکسید تولید میکند، اما به دلیل اینکه برش عمدتاً به پرتو لیزر متکی است، فشار و دبی بالاتری نیاز دارد. گازهای ترکیبی و هوای فشرده تعادلی بین کیفیت لبه و هزینه ایجاد میکنند.
برای عملیاتی که انواع مختلفی از مواد را میبرند، یک سیستم تولید گاز در محل مشکل تعویض سیلندرها را رفع میکند. رِیسوَر سیستمهای گاز ترکیبی (FCP/FCS)، نیتروژن با خلوص ۹۹٫۹۹ درصد برای برش درخشان (BCP/BCE) و سیستمهای برش با هوای خالص (PAP/PAB) را برای چندین محدوده توان ارائه میدهد.
تنظیمات فشار بر اساس جنس و ضخامت ماده
عدد جهانی وجود ندارد، اما محدودههای زیر نقطه شروع عملی برای برش لیزری فیبر در کلاس توان ۶ تا ۲۰ کیلووات را نشان میدهند. این مقادیر را به عنوان پایه در نظر بگیرید و تنظیم دقیق را با توجه به وضعیت نازل، فاکوس و لنز انجام دهید.
|
جنس |
گاز |
bereik ضخامت |
محدوده فشار اولیه |
|
فولاد کربنی |
اکسیژن |
6–16 میلیمتر |
۰٫۳ تا ۰٫۸ بار |
|
فولاد کربنی |
اکسیژن |
۱۶ تا ۳۰ میلیمتر |
۰٫۶ تا ۱٫۵ بار |
|
فولاد ضد زنگ |
نیتروژن |
6–12 میلیمتر |
۱۰ تا ۱۸ بار |
|
فولاد ضد زنگ |
نیتروژن |
۱۲ تا ۲۵ میلیمتر |
۱۸ تا ۲۵ بار |
|
آلومینیوم |
نیتروژن |
6–12 میلیمتر |
۱۲–۲۰ بار |
|
آلومینیوم |
نیتروژن |
۱۲ تا ۲۰ میلیمتر |
۲۰ تا ۲۵ بار |
فشار بالاتر نیتروژن همیشه بهتر نیست. پس از تخلیه کامل شیار، فشار اضافی عمدتاً هزینه گاز و سایش نازل را افزایش میدهد. هدف، کمترین فشاری است که لبهای بدون ذوبشده (دروس) تولید میکند.
روش تنظیم فشار روی دستگاه
با قطعات سختافزاری شروع کنید. بررسی کنید نوزل سوراخ نازل را برای سایش بررسی کنید، ارتفاع فاصلهگذاری را تأیید کنید و مطمئن شوید فیلترهای خط گاز تمیز هستند. نازل ساییدهشده جت صاف را به پاشش آشفته تبدیل میکند و تمام اندازهگیریهای فشار را نامعتبر میسازد.
سپس پارامترهای پایه را از کتابخانهٔ پارامترهای برش بارگذاری کنید و یک نوار آزمایشی روی ضایعات اجرا کنید. لبهٔ پایینی را برای وجود ذرات ذوبشده و لبهٔ بالایی را برای گردش دیدهبندی کنید. اگر برش تمیز باشد اما کند، فشار را در مورد نیتروژن به گامهای ۰٫۵ بار و در مورد اکسیژن به گامهای ۰٫۱ بار افزایش دهید. اگر لبه خشن شود یا شیار برش گشادتر شود، فشار را کاهش دهید.
در یک پروژه در کارخانهٔ ساخت تجهیزات شیمیایی در جنوب چین، تیم با برآمدگی مداوم در لبهٔ پایینی فولاد ضدزنگ ۲۵ میلیمتری دست و پنجه نرم میکرد. صفحهٔ پارامترها فشار ۲۲ بار را تعیین کرده بود، اما کارگاه برای صرفهجویی در گاز، فشار ۱۸ بار را اعمال میکرد. افزایش فشار به ۲۳ بار و جایگزینی نازل شکسته، برآمدگی را رفع کرد و زمان پردازش پساز برش تقریباً نصف شد. راهحل، افزایش توان لیزر نبود؛ بلکه این بود که به گاز قدرت کافی برای اتمام کار داده شود.
خطاهای رایج و منبع گاز پایدارتر
استفاده از همهٔ مواد با فشار یکسان سریعترین راه برای هدررفت گاز و خرابشدن لبههاست. نادیدهگرفتن خلوص گاز و نقطهٔ شبنم، رطوبت را به جریان وارد میکند که در آلومینیوم و استیل ضدزنگ بهصورت برشهای غیرقابلپیشبینی ظاهر میشود. اتکا به فشار سیلندر خطرناک است زیرا فشار بطری در طول شیفت کاهش مییابد؛ بنابراین برگهٔ آخر ممکن است متفاوت از برگهٔ اول برش بخورد. نازل آسیبدیده یا کثیف، هماهنگی جریان گاز را پیش از رسیدن به صفحه از بین میبرد.
یک تولیدکنندهٔ نیتروژن یا گاز ترکیبی در محل، مشکل تأمین را حل میکند. بهجای برنامهریزی تحویل سیلندرها و نظارت بر نوسان فشار، این دستگاه گازی با خلوص و فشار کنترلشده و پایدار تأمین میکند. برای برش ترکیبی با توان بالا، سیستمهایی که برای توان لیزری بین ۱۲ تا ۱۲۰ کیلووات طراحی شدهاند، کل محدودهٔ فشار و دبی را پوشش میدهند. برای برش روشن تا ۳۰ کیلووات، واحد نیتروژن با خلوص ۹۹٫۹۹٪ لبه را تمیز نگه میدارد بدون نیاز به منطقهٔ تأمین سیلندری. برای برش هوایی با توان پایینتر، سیستم هوای خالص زیر ۱۲ کیلووات، نیتروژن بطریشده را در قطعات نازکتر جایگزین میکند.
چکلیست نهایی پیش از اجرای بعدی
پیش از انجام کار بعدی روی ورقهای ضخیم، این فهرست را بررسی کنید. مطمئن شوید نوع گاز با جنس ماده مطابقت دارد. فشار را به مقدار پایهٔ تعیینشده برای آن ضخامت تنظیم کنید. خلوص گاز و نقطه شبنم آن را بررسی و اطمینان حاصل کنید که در محدودهٔ مشخصشده هستند. سرآغاز نازل را بازرسی کنید و در صورت مشاهدهٔ سایش بیضیشکل یا پاشش در دهانهٔ آن، آن را عوض کنید. یک نوار آزمایشی اجرا کنید و لبهٔ برش را قبل از قطعکردن کامل ورق ارزیابی کنید. مقدار نشاندادهشده توسط دبیسنج را با مقدار هدف مقایسه کنید، نه صرفاً با مقدار نشاندادهشده توسط مانومتر فشار.
کارگاههایی که در شیفتهای مختلف مواد متنوعی را برش میزنند میتوانند از تأمین گاز از سیلندر به سیستم تولید گاز درجا Raysoar تغییر دهند و فشار را از ورقی به ورق دیگر ثابت نگه دارند. گاز پایدار، فشار مناسب و نازل تمیز تأثیر بیشتری بر کیفیت ورقهای ضخیم دارند تا افزایش توان لیزر.
