Як налаштувати тиск допоміжного газу для лазерного різання товстих плит?

Чому тиск допоміжного газу — прихована змінна в різанні товстих плит

Лазерне різання потужними пристроями нагадує битву між потужністю променя й товщиною аркуша, але струмінь допоміжного газу часто вирішує, хто переможе. У разі товстих плит цей струмінь видаляє розплавлений метал із різового шва, охолоджує передню частину різу й захищає сопло від бризок. Якщо хоча б одна з цих функцій виконується недостатньо, якість різу швидко погіршується.

Тиск, що занадто низький, залишає шлак на нижньому краю або частково перерізає плиту. Тиск, що занадто високий, спотворює різ, утворює конусність і погіршує якість краю. На плиті з вуглецевої сталі товщиною 20 мм зміна тиску всього на один бар може перетворити край із придатного до виробництва на такий, що потребує доопрацювання. ISO 9013 — міжнародний стандарт класифікації якості термічного різання — пов’язує клас краю зі стабільністю процесу, тому контроль тиску допоміжного газу забезпечує повторюваність виробництва. Саме тому налаштування тиску допоміжного газу для лазерного різання товстих плит заслуговує більшої уваги, ніж просте ознайомлення з параметрами в технічній документації.

Підбір газу відповідно до матеріалу

Вибір газу передує налаштуванню тиску. Кисень є основним варіантом для різання товстої вуглецевої сталі, оскільки екзотермічна реакція додає енергії різанню. Компромісом є трохи окислений край, який зазвичай потрібно очистити перед фарбуванням або цинкуванням.

Азот — це чистіший варіант для різання нержавіючої сталі та алюмінію. Він забезпечує яскравий, безоксидний зріз, але вимагає вищого тиску й об’єму, оскільки різання здійснюється майже виключно лазерним променем. Змішані гази та стиснене повітря забезпечують баланс між якістю краю та вартістю.

Для операцій, що включають різання широкого асортименту матеріалів, система генерації газу на місці позбавляє від проблеми заміни балонів. Raysoar пропонує системи змішаних газів (FCP/FCS), азоту з чистотою 99,99 % для яскравого різання (BCP/BCE) та системи різання чистим повітрям (PAP/PAB) для кількох діапазонів потужності.

Налаштування тиску залежно від матеріалу та товщини

Універсального значення не існує, але наведені нижче діапазони дають практичну початкову точку для різання волоконним лазером у класі потужності від 6 кВт до 20 кВт. Розглядаєте їх як базові значення й уточнюйте параметри з урахуванням стану сопла, фокусування та лінзи.

Вищий тиск азоту не завжди кращий. Як тільки різка повністю очищена, додатковий тиск переважно збільшує витрати газу й знос сопла. Мета — мінімальний тиск, що забезпечує край без шлаку.

Як налаштувати тиск на машині

Почніть із апаратного забезпечення. Перевірте отвір на знос, підтвердьте висоту виступу й переконайтеся, що фільтри газової магістралі чисті. Зношений сопло перетворює рівний струмінь на турбулентне розпилення й робить будь-які показання тиску ненадійними. дузка почніть із апаратного забезпечення. Перевірте отвір на знос, підтвердьте висоту виступу й переконайтеся, що фільтри газової магістралі чисті. Зношений сопло перетворює рівний струмінь на турбулентне розпилення й робить будь-які показання тиску ненадійними.

Далі завантажте базові параметри з бібліотеки параметрів різання й виконайте тестовий розріз на відходах. Спостерігайте за нижнім краєм на наявність шлаку та верхнім краєм — на заокруглення. Якщо різ чистий, але повільний, підвищуйте тиск кроками по 0.5 бар для азоту або по 0.1 бар для кисню. Якщо край стає шорстким або ширина різу збільшується, зменште тиск.

У одному проекті на виробнику хімічного обладнання в південному Китаї команда тривалий час боролася з постійним нижнім заусеницею на нержавіючій сталі товщиною 25 мм. У параметричній таблиці було вказано 22 бар, але на виробництві використовували лише 18 бар, щоб зекономити газ. Підвищення тиску до 23 бар і заміна пошкодженого сопла усунули заусеницю й скоротили час післяобробки приблизно наполовину. Рішення полягало не в збільшенні потужності лазера, а в тому, щоб надати газу достатньої сили для завершення різання.

Поширені помилки та більш стабільне джерело газу

Подача всіх матеріалів під однаковим тиском — найшвидший спосіб витратити газ і зіпсувати зрізи. Ігнорування чистоти газу та точки роси призводить до потрапляння вологи в газовий потік, що проявляється як непередбачуване різання алюмінію та нержавіючої сталі. Орієнтація на тиск у балоні є ризикованою, оскільки тиск у балоні знижується протягом зміни, тож останній лист може різатися інакше, ніж перший. Пошкоджена або забруднена сопло порушує когерентність газового потоку ще до того, як струмінь досягає заготовки.

Генератор азоту або змішаних газів на місці вирішує проблеми з постачанням. Замість планування доставки балонів і спостереження за коливаннями тиску машина забезпечує стабільну подачу газу з контрольованою чистотою й тиском. Для потужного різання змішаними газами системи, розраховані на потужність лазера від 12 до 120 кВт, охоплюють повний діапазон тиску й витрати. Для яскравого різання потужністю до 30 кВт блок азоту з чистотою 99,99 % забезпечує чистий зріз без необхідності логістики з балонами. Для різання повітрям при нижчій потужності чисто-повітряна система потужністю менше 12 кВт замінює балонний азот при обробці тонших заготовок.

Остаточний контрольний перелік перед наступним запуском

Перед наступним завданням з різання товстих плит пройдіть цей перелік. Переконайтеся, що тип газу відповідає матеріалу. Встановіть тиск на базове значення для даної товщини. Перевірте, чи чистота газу й точка роси відповідають специфікації. Огляньте отвір сопла й замініть його, якщо отвір має овальну деформацію або забруднення бризками. Проведіть пробну смугу й оцініть якість кромки перед обробкою повної заготовки. Перевірте показання витратоміра порівняно з цільовим значенням, а не лише показання манометра.

Магазини, що ріжуть різнорідні матеріали у кількох змінах, можуть перейти від циліндричних постачань до Системи генерації газу на місці Raysoar та підтримувати стабільний тиск від плити до плити. Стабільний газ, правильний тиск і чистий сопло разом покращують якість різання товстих плит більше, ніж будь-яке збільшення потужності лазера.