Чому на кромці металу утворюється грат: основні причини та способи її мінімізації
Після лазерного різання нижня кромка деталі в нормі рівна або вимагає мінімальної зачистки. Однак іноді на ній виникає характерна «решітка» – ряд застиглих виступів, крапель або зубців. На практиці фахівці компанії Raymark-Україна за такої проблеми перевіряють не один параметр, а всю зв'язку налаштувань: швидкість, потужність, положення фокусу, тиск газу та стан сопла. Навіть відхилення одного параметра помітно змінює рух розплаву у зоні різання.
Що впливає на якість кромки при різанні
Якість різання залежить від узгодженої роботи кількох параметрів обладнання. Тому з появою характерних напливів спочатку визначають, на якому етапі процес відхилився від робочого режиму. Визначення характеру дефекту звужує коло можливих причин до зміни налаштувань.
Швидкість різання впливає на обсяг розплаву
Занадто низька швидкість означає, що кожна ділянка металу отримує надмірну енергію. Канал стає ширшим, обсяг рідкого металу зростає, а газовий струмінь вже не встигає повністю видалити його вниз. Частина розплаву застигає на нижній кромці.
За надмірно високої швидкості виникає інша ситуація. Промінь не передає матеріалу достатньо енергії для стабільного проплавлення всієї товщини. У нижній частині листа метал більш в'язкий і гірше виходить із каналу.
За надмірно високої швидкості виникає інша ситуація. Промінь не передає матеріалу достатньо енергії для стабільного проплавлення всієї товщини. У нижній частині листа метал більш в'язкий і гірше виходить із каналу.
Тиск газу визначає ефективність видалення розплаву
Допоміжний газ виконує механічне завдання – виштовхує розплавлений метал з вузького каналу. Чим товстіший лист і вища швидкість утворення розплаву, тим більше значення набуває стабільність газового струменя.
При різанні нержавіючої сталі азотом тиск у промислових системах у діапазоні 10–20 бар. Для кисневого різання вуглецевої сталі застосовують значно менші значення – часто близько 0,5–1,5 бар, оскільки кисень додатково бере участь у екзотермічній реакції.
При різанні нержавіючої сталі азотом тиск у промислових системах у діапазоні 10–20 бар. Для кисневого різання вуглецевої сталі застосовують значно менші значення – часто близько 0,5–1,5 бар, оскільки кисень додатково бере участь у екзотермічній реакції.
Стан сопла змінює напрямок газового струменя
Сопло формує потік газу безпосередньо над зоною обробки. Навіть невелика деформація вихідного отвору порушує симетрію струменя.
Для тонкого металу часто застосовують сопла діаметром порядку 1,0–1,5 мм, для інших режимів – 2,0 мм і більше. Конкретний розмір залежить від матеріалу, товщини, газу та конструкції ріжучої голови.
Якщо отвір забруднений бризками або пошкоджений край, газ виходить нерівномірно. Газовий струмінь гірше видаляє розплав з одного боку каналу. У результаті грати видно на одній стороні деталі.
Для тонкого металу часто застосовують сопла діаметром порядку 1,0–1,5 мм, для інших режимів – 2,0 мм і більше. Конкретний розмір залежить від матеріалу, товщини, газу та конструкції ріжучої голови.
Якщо отвір забруднений бризками або пошкоджений край, газ виходить нерівномірно. Газовий струмінь гірше видаляє розплав з одного боку каналу. У результаті грати видно на одній стороні деталі.
Неспіввісність променя та сопла створює односторонній дефект
Лазерний промінь має проходити максимально близько до центру отвору сопла. При зміщенні газ нерівномірно надходить у канал різання.
Характерна ознака такої проблеми – одна сторона деталі виглядає чистою, а протилежна покрита напливами. При зміні напрямку руху дефект змінює положення щодо траєкторії. І тут підвищення потужності чи зниження швидкості лише маскує проблему.
Характерна ознака такої проблеми – одна сторона деталі виглядає чистою, а протилежна покрита напливами. При зміні напрямку руху дефект змінює положення щодо траєкторії. І тут підвищення потужності чи зниження швидкості лише маскує проблему.
Як шукати причину ґрат без хаотичного переналаштування
Одночасна зміна потужності, швидкості, тиску та фокусу позбавляє оператора можливості зрозуміти, який параметр дав результат. Діагностику проводять послідовно.
Після кожної зміни достатньо виконати короткий пробний різ та порівняти нижню кромку. Спочатку перевіряють фізичний стан системи, потім газ і після цього коригують технологічні параметри. Такий порядок унеможливлює ситуацію, коли забрудненість сопла компенсують додатковою потужністю.
Що спостерігаємо | Що перевірити першим | Як коригувати |
Дрібний грат по всій кромці | Швидкість | Змінювати кроки по 5–10 % |
Великі напливи знизу | Газ, швидкість | Перевірити тиск під навантаженням |
Дефект переважно з одного боку | Співвісність сопла | Центрувати промінь |
Верх чистий, низ прорізаний погано | Фокус | Змінювати приблизно по 0,5 мм |
Якість поступово погіршилася | Оптика, сопло | Перевірити забруднення та пошкодження |
Різ нестабільний на окремих ділянках | Лист, висота сопла | Перевірити товщину та поверхню |
Після кожної зміни достатньо виконати короткий пробний різ та порівняти нижню кромку. Спочатку перевіряють фізичний стан системи, потім газ і після цього коригують технологічні параметри. Такий порядок унеможливлює ситуацію, коли забрудненість сопла компенсують додатковою потужністю.
Висновок
Чиста кромка скорочує час між розкроєм та наступною виробничою операцією. Чим менше ручної зачистки після верстата, тим нижчі трудовитрати і швидше проходить партія. Тому якість різу оцінюють як візуально, так і з погляду витрат виробництва.
