Zes veelvoorkomende problemen en oplossingen bij fiberlasersnijmachines
1. Lasersnij- en perforatietechnologie
Bij het heet snijden is het, behalve in enkele gevallen waarin direct vanaf de rand van de plaat gesneden kan worden, meestal nodig om vooraf een startgat in de plaat te boren. Voor fiberlasersnijmachines zonder stempelinrichting worden hoofdzakelijk de volgende twee perforatiemethoden gebruikt:
- Pulsperforatie
Principe: Het gebruik van een laserpuls met hoog piekvermogen om een kleine hoeveelheid materiaal te smelten of te verdampen. Lucht of stikstof wordt vaak gebruikt als hulpstofgas, met een druk lager dan de zuurstofdruk tijdens het snijden, om de poriegroottevergroting als gevolg van exotherme oxidatie te beperken. Elke puls produceert slechts kleine deeltjesstraaltjes die geleidelijk in het materiaal doordringen.
Kenmerken:
De perforatiediameter is kleiner en de kwaliteit is beter dan bij explosieve perforatie.
Het perforeren van dikke platen duurt relatief lang, meestal een paar seconden.
Aan lasers worden hoge eisen gesteld; ze vereisen een hoog uitgangsvermogen en goede straaltijd- en ruimtelijke eigenschappen.
Een betrouwbaar gasstroomregelsysteem is nodig om het gastype, de drukschakeling en de perforatietijd nauwkeurig te kunnen regelen.
Optimalisatie van de transitietechnologie: Bij de overgang van statische pulsperforatie naar continu snijden met constante snelheid, om hoogwaardige sneden te verkrijgen, wordt in de industriële productie doorgaans een soepele overgang bereikt door het gemiddelde laservermogen aan te passen. Specifieke methoden omvatten het aanpassen van de pulsbreedte, de pulsfrequentie of beide tegelijk. De praktijk heeft aangetoond dat het gelijktijdig aanpassen van zowel de pulsbreedte als de frequentie de beste resultaten oplevert.
- Explosieperforatie
Principe: Na continue laserbestraling ontstaat er een kuiltje in het midden van het materiaal. Vervolgens wordt het gesmolten materiaal snel afgevoerd door een zuurstofstroom die parallel loopt aan de laserstraal, waardoor een gat ontstaat.
Kenmerken:
De afmeting van de opening is gerelateerd aan de plaatdikte, met een gemiddelde diameter van ongeveer de helft van de plaatdikte.
De perforatiegaten in dikkere platen zijn groter en hebben een niet-cirkelvormige vorm, waardoor er grotere spetters ontstaan.
Niet geschikt voor onderdelen met hoge eisen aan de bewerkingsnauwkeurigheid; wordt doorgaans alleen gebruikt voor afval of niet-kritische toepassingen.
De zuurstofdruk die gebruikt wordt voor perforatie is gelijk aan de zuurstofdruk die gebruikt wordt voor snijden.
2. Analyse van de vervorming van kleine gaten tijdens het snijden en bewerken
Dit probleem doet zich vooral voor wanneer krachtige lasersnijmachines kleine gaten bewerken met een diameter die kleiner is dan de plaatdikte.
Oorzaakanalyse: Als de machine gebruikmaakt van pulsperforatie (zachte perforatie) bij het bewerken van kleine gaten, is de laserenergie te geconcentreerd in een klein gebied. Hierdoor wordt het niet-bewerkte gebied verbrand, wat leidt tot vervorming van de gatvorm en een negatieve invloed heeft op de bewerkingskwaliteit.
Oplossing:
Krachtige lasermachine: Wijzig pulsperforatie (zachte perforatie) naar explosieve perforatie (gewone perforatie) in het bewerkingsprogramma.
Laserapparaat met laag vermogen: Integendeel, pulsperforatie moet worden toegepast om een betere oppervlaktegladheid te bereiken.
3. Oplossing voor bramen op werkstukken tijdens het lasersnijden van koolstofarm staal
Volgens het werkingsprincipe van lasersnijden zijn de belangrijkste oorzaken en tegenmaatregelen voor bramen als volgt:
Onjuiste scherpstelpositie: Voer een scherpstelpositietest uit en pas de boven- en onderpositie aan op basis van de afwijking.
Onvoldoende laservermogen: Controleer of de lasergenerator goed werkt; als deze normaal functioneert, controleer dan de uitgangswaarde van de bedieningsknop en pas deze indien nodig aan.
Snijsnelheid te laag: Verhoog de snijsnelheid naar wens in de bedieningsinstellingen.
Onvoldoende zuiverheid van het snijgas: Zorg voor hoogwaardig snijgas.
Laserfocusafwijking: Test de focuspositie opnieuw en pas deze aan.
Instabiele werking van de werktuigmachine: Als de werktuigmachine te lang draait en instabiel wordt, moet deze worden uitgeschakeld en opnieuw opgestart.
4. Analyse van de braamvorming tijdens het lasersnijden van roestvrijstalen en verzinkte aluminium platen.
Moeilijkheid: Wanneer er bramen ontstaan op dergelijke materialen, kan dit niet eenvoudig worden opgelost door de snijsnelheid te verhogen. Een te hoge snelheid kan er namelijk voor zorgen dat de plaat moeilijk door te snijden is, vooral bij het bewerken van aluminium met een zinkcoating.
Oplossing: Het is noodzakelijk om alle andere factoren van de werktuigmachine in ogenschouw te nemen, zoals controleren of de spuitmond vervangen moet worden en of de beweging van de geleiderail stabiel is, en systematisch onderzoek en afstelling uit te voeren.
5. Analyse van onvolledig lasersnijden door de toestand
De belangrijkste oorzaken van een instabiele verwerking die tot onvolledig snijden leidt, zijn onder andere:
Onjuiste nozzlekeuze: De nozzle van de laserstraalkop is niet afgestemd op de dikte van de te bewerken plaat.
Snijsnelheid te hoog: De snijsnelheid moet worden geregeld en verlaagd.
Grote fout in focuspositie: Onnauwkeurige nozzle-detectie leidt tot een te grote afwijking in de laserfocuspositie, waardoor de nozzle-detectiegegevens opnieuw moeten worden getest (dit probleem doet zich het meest waarschijnlijk voor bij het snijden van aluminium).
6. Oplossing voor abnormale vonken bij het snijden van koolstofarm staal
Abnormale vonken kunnen de gladheid van het snijoppervlak van onderdelen beïnvloeden. Als andere parameters normaal zijn, moeten de volgende aspecten worden gecontroleerd:
Slijtage van de nozzle: De nozzle van de laserkop (NOZZEL) is versleten en moet tijdig worden vervangen. Als er geen nieuwe nozzle beschikbaar is, kan de druk van het snijgas tijdelijk worden verhoogd.
Losse verbinding: De schroefdraad tussen het mondstuk en de laserkop is los. Stop in dat geval onmiddellijk met snijden, controleer de verbinding van de laserkop en draai de schroefdraad weer vast.