Почему на кромке металла образуется решетка: основные причины и способы ее минимизации
После лазерной резки нижняя кромка детали в норме ровная или требует минимальной зачистки. Однако иногда на ней возникает характерная «решетка» – ряд застывших выступов, капель или зубцов. На практике специалисты компании Raymark-Украина при такой проблеме проверяют не один параметр, а всю связку настроек: скорость, мощность, положение фокуса, давление газа и состояние сопла. Даже отклонение одного параметра заметно изменяет движение расплава в зоне реза.
Что влияет на качество кромки при резке
Качество реза зависит от согласованной работы нескольких параметров оборудования. Поэтому при появлении характерных наплывов сначала определяют, на каком этапе процесс отклонился от рабочего режима. Определение характера дефекта сужает круг возможных причин еще до изменения настроек.
Скорость резки влияет на объем расплава
Слишком низкая скорость означает, что каждый участок металла получает избыточную энергию. Канал становится шире, объем жидкого металла растет, а газовая струя уже не успевает полностью удалить его вниз. Часть расплава застывает на нижней кромке.
При чрезмерно высокой скорости возникает другая ситуация. Луч не передает материалу достаточно энергии для стабильного проплавления всей толщины. В нижней части листа металл более вязкий и хуже выходит из канала.
При чрезмерно высокой скорости возникает другая ситуация. Луч не передает материалу достаточно энергии для стабильного проплавления всей толщины. В нижней части листа металл более вязкий и хуже выходит из канала.
Давление газа определяет эффективность удаления расплава
Вспомогательный газ выполняет механическую задачу — выталкивает расплавленный металл из узкого канала. Чем толще лист и выше скорость образования расплава, тем большее значение приобретает стабильность газовой струи.
При резке нержавеющей стали азотом давление в промышленных системах в диапазоне 10–20 бар. Для кислородной резки углеродистой стали применяют значительно меньшие значения – часто около 0,5–1,5 бар, поскольку кислород дополнительно участвует в экзотермической реакции.
При резке нержавеющей стали азотом давление в промышленных системах в диапазоне 10–20 бар. Для кислородной резки углеродистой стали применяют значительно меньшие значения – часто около 0,5–1,5 бар, поскольку кислород дополнительно участвует в экзотермической реакции.
Состояние сопла меняет направление газовой струи
Сопло формирует поток газа непосредственно над зоной обработки. Даже небольшая деформация выходного отверстия нарушает симметрию струи.
Для тонкого металла часто применяют сопла диаметром порядка 1,0–1,5 мм, для других режимов – 2,0 мм и более. Конкретный размер зависит от материала, толщины, газа и конструкции режущей головы.
Если отверстие загрязнено брызгами или имеет поврежденную кромку, газ выходит неравномерно. Газовая струя хуже удаляет расплав с одной стороны канала. В результате решетка видна на одной стороне детали.
Для тонкого металла часто применяют сопла диаметром порядка 1,0–1,5 мм, для других режимов – 2,0 мм и более. Конкретный размер зависит от материала, толщины, газа и конструкции режущей головы.
Если отверстие загрязнено брызгами или имеет поврежденную кромку, газ выходит неравномерно. Газовая струя хуже удаляет расплав с одной стороны канала. В результате решетка видна на одной стороне детали.
Несоосность луча и сопла создает односторонний дефект
Лазерный луч должен проходить максимально близко к центру отверстия сопла. При смещении газ неравномерно поступает в канал реза.
Характерный признак такой проблемы – одна сторона детали выглядит чистой, а противоположная покрыта наплывами. При изменении направления движения дефект также меняет положение относительно траектории. В этом случае повышение мощности или снижение скорости лишь маскирует проблему.
Характерный признак такой проблемы – одна сторона детали выглядит чистой, а противоположная покрыта наплывами. При изменении направления движения дефект также меняет положение относительно траектории. В этом случае повышение мощности или снижение скорости лишь маскирует проблему.
Как искать причину решетки без хаотичной перенастройки
Одновременное изменение мощности, скорости, давления и фокуса лишает оператора возможности понять, какой параметр дал результат. Диагностику ведут последовательно.
После каждого изменения достаточно выполнить короткий пробный рез и сравнить нижнюю кромку. Сначала проверяют физическое состояние системы, затем газ и только после этого корректируют технологические параметры. Такой порядок исключает ситуацию, когда загрязненность сопла компенсируют дополнительной мощностью.
Что наблюдаем | Что проверить первым | Как корректировать |
Мелкий грат по всей кромке | Скорость | Изменять шагами по 5–10% |
Крупные наплывы снизу | Газ, скорость | Проверить давление под нагрузкой |
Дефект преимущественно с одной стороны | Соосность сопла | Центрировать луч |
Верх чистый, низ прорезан плохо | Фокус | Изменять примерно по 0,5 мм |
Качество постепенно ухудшилось | Оптика, сопло | Проверить загрязнение и повреждения |
Рез нестабилен на отдельных участках | Лист, высота сопла | Проверить толщину и поверхность |
После каждого изменения достаточно выполнить короткий пробный рез и сравнить нижнюю кромку. Сначала проверяют физическое состояние системы, затем газ и только после этого корректируют технологические параметры. Такой порядок исключает ситуацию, когда загрязненность сопла компенсируют дополнительной мощностью.
Заключение
Чистая кромка сокращает время между раскроем и следующей производственной операцией. Чем меньше ручной зачистки после станка, тем ниже трудозатраты и быстрее проходит партия. Поэтому качество реза оценивают не только визуально, но и с точки зрения затрат производства.
