Cara Mengatur Tekanan Gas Bantu untuk Pemotongan Laser Pelat Tebal?

Mengapa Tekanan Gas Bantu Adalah Variabel Tersembunyi dalam Pemotongan Pelat Tebal

Pemotongan laser berdaya tinggi tampak seperti pertarungan antara daya sinar dan ketebalan lembaran, tetapi aliran gas bantu sering menentukan pihak mana yang menang. Pada pelat tebal, semburan gas tersebut mengeluarkan logam cair dari celah potong, mendinginkan permukaan potong, serta melindungi nosel dari percikan. Ketika salah satu tugas tersebut tidak dilakukan secara memadai, kualitas potongan akan turun drastis.

Tekanan yang terlalu rendah meninggalkan terak di tepi bawah atau memotong sebagian pelat. Tekanan yang terlalu tinggi mendistorsi lebar celah potong (kerf), menyebabkan kemiringan (taper), dan membuat tepi menjadi kasar. Pada pelat baja karbon setebal 20 mm, perubahan tekanan hanya satu bar dapat mengubah kondisi tepi dari siap produksi menjadi memerlukan pengerjaan ulang. ISO 9013, standar internasional untuk mengklasifikasikan kualitas potongan termal, menghubungkan kelas tepi dengan stabilitas proses; oleh karena itu, pengendalian tekanan gas pendukung mendukung produksi yang dapat diulang. Itu sebabnya menyetel tekanan gas pendukung untuk pemotongan laser pelat tebal layak mendapat perhatian lebih daripada sekadar melihat lembar parameter.

Menyesuaikan Gas dengan Bahan

Pemilihan gas dilakukan sebelum penyetelan tekanan. Oksigen merupakan pilihan utama untuk baja karbon tebal karena reaksi eksotermiknya menambah energi pemotongan. Komprominya adalah tepi yang sedikit teroksidasi, yang biasanya perlu dibersihkan sebelum pengecatan atau galvanisasi.

Nitrogen adalah pilihan yang lebih bersih untuk baja tahan karat dan aluminium. Nitrogen menghasilkan tepi yang cerah dan bebas oksida, tetapi memerlukan tekanan dan volume yang lebih tinggi karena pemotongan bergantung hampir sepenuhnya pada berkas laser. Gas campuran dan udara terkompresi menyeimbangkan kualitas tepi dan biaya.

Untuk operasi yang memotong berbagai macam bahan, sebuah sistem pembangkit gas di lokasi menghilangkan kesulitan pertukaran tabung gas. Raysoar menawarkan sistem gas campuran (FCP/FCS), nitrogen pemotongan cerah 99,99% (BCP/BCE), dan sistem pemotongan udara murni (PAP/PAB) untuk beberapa rentang daya.

Pengaturan Tekanan Berdasarkan Bahan dan Ketebalan

Tidak ada angka universal, tetapi rentang di bawah ini memberikan titik awal yang praktis untuk pemotongan laser serat dalam kelas 6 kW hingga 20 kW. Gunakan nilai-nilai ini sebagai dasar dan sesuaikan secara presisi berdasarkan kondisi nosel, fokus, dan lensa.

Tekanan nitrogen yang lebih tinggi tidak selalu lebih baik. Setelah celah terbuka sepenuhnya, tekanan tambahan terutama meningkatkan biaya gas dan keausan nosel. Tujuannya adalah tekanan minimum yang menghasilkan tepi bebas terak.

Cara Menyesuaikan Tekanan pada Mesin

Mulailah dari perangkat keras. Periksa nozzle diameter lubang untuk keausan, verifikasi ketinggian jarak antar nosel dan benda kerja, serta pastikan filter saluran gas bersih. Nosel yang aus mengubah aliran jet halus menjadi semburan turbulen dan membuat semua pembacaan tekanan tidak andal.

Selanjutnya, muat parameter dasar dari perpustakaan parameter pemotongan dan jalankan uji potong pada bahan sisa. Amati tepi bawah untuk dross dan tepi atas untuk pembulatan. Jika hasil potongan bersih tetapi lambat, tingkatkan tekanan secara bertahap sebesar 0,5 bar untuk nitrogen atau 0,1 bar untuk oksigen. Jika tepi menjadi kasar atau lebar celah potong meningkat, kurangi tekanan kembali.

Pada satu proyek di pabrik peralatan kimia di Tiongkok selatan, tim menghadapi masalah burr bawah yang terus-menerus pada stainless steel tebal 25 mm. Lembar parameter menetapkan tekanan 22 bar, namun bengkel menjalankan tekanan 18 bar untuk menghemat gas. Dengan menaikkan tekanan menjadi 23 bar dan mengganti nosel yang retak, burr tersebut hilang dan waktu pasca-pemrosesan berkurang hampir separuhnya. Solusinya bukan peningkatan daya laser; melainkan memberikan cukup tenaga pada gas agar proses pemotongan selesai sempurna.

Kesalahan Umum dan Sumber Gas yang Lebih Stabil

Mengoperasikan setiap bahan pada tekanan yang sama merupakan cara tercepat untuk membuang-buang gas dan merusak tepi potongan. Mengabaikan kemurnian gas serta titik embunnya memungkinkan kelembapan masuk ke aliran gas, sehingga menghasilkan pemotongan yang tidak konsisten pada aluminium dan baja tahan karat. Mengandalkan tekanan tabung berisiko tinggi karena tekanan tabung menurun selama pergantian shift, sehingga lembaran terakhir mungkin dipotong secara berbeda dibandingkan lembaran pertama. Nosel yang rusak atau kotor menghancurkan koherensi aliran gas sebelum jet mencapai pelat.

Generator nitrogen atau gas campuran di lokasi memperbaiki sisi pasokan. Alih-alih menjadwalkan pengiriman tabung dan memantau pergeseran tekanan, mesin menarik gas secara stabil dengan kemurnian dan tekanan yang terkendali. Untuk pemotongan campuran berdaya tinggi, sistem yang dirancang khusus untuk daya laser antara 12 hingga 120 kW mencakup seluruh rentang tekanan dan laju aliran. Untuk pemotongan cerah hingga 30 kW, unit nitrogen dengan kemurnian 99,99% menjaga kebersihan tepi potongan tanpa ketergantungan pada logistik tabung. Untuk pemotongan udara berdaya rendah, sistem udara murni di bawah 12 kW menggantikan nitrogen dalam tabung saat memproses bahan tipis.

Daftar Periksa Akhir Sebelum Jalankan Berikutnya

Sebelum memulai pekerjaan pelat tebal berikutnya, lakukan pemeriksaan daftar ini. Pastikan jenis gas sesuai dengan bahan yang digunakan. Atur tekanan ke nilai dasar untuk ketebalan tersebut. Verifikasi kemurnian gas dan titik embun berada dalam spesifikasi. Periksa lubang nosel dan ganti jika orifis menunjukkan keausan berbentuk oval atau adanya percikan logam. Jalankan uji potongan strip dan periksa tepi potongan sebelum memproses seluruh lembaran. Bandingkan pembacaan flow meter dengan nilai target, bukan hanya berdasarkan pembacaan pada pressure gauge.

Bengkel yang memotong berbagai jenis bahan dalam beberapa shift dapat beralih dari pasokan gas dari tabung ke sistem pembangkit gas di lokasi Raysoar dan menjaga tekanan tetap konsisten antar pelat. Gas yang stabil, tekanan yang tepat, serta nosel yang bersih memberikan kontribusi lebih besar terhadap kualitas pelat tebal dibandingkan sekadar meningkatkan daya laser.