Khắc phục sự cố với lưỡi cắt bằng laser: Tại sao cài đặt không thay đổi nhưng chất lượng lại giảm

Đối với lô chi tiết inox 3mm được gia công theo tiêu chuẩnmáy cắt laser sợi kim loại, các cạnh cắt đã nhẵn vào buổi sáng. Tuy nhiên, vào buổi chiều, các công nhân nhận thấy rằng mặc dù vẫn giữ nguyên cài đặt chương trình quy trình, tốc độ, công suất và áp suất khí nhưng một vòng gờ cứng bắt đầu hình thành ở các cạnh dưới của các bộ phận.

Phản ứng ban đầu phổ biến nhất-tại công trường là tăng công suất và giảm tốc độ cắt. Mặc dù lúc đầu điều này có vẻ giúp ích một chút, nhưng sau khi cắt vài chục tờ giấy, các vệt sẽ quay trở lại, kèm theo hiện tượng ố vàng dọc theo mép cắt và cặn bám tích tụ ngày càng trầm trọng.

Khó khăn thực sự với loại vấn đề này nằm ở chỗcác thông số không thay đổi trên màn hình không có nghĩa là năng lượng thực tế và luồng không khí được cung cấp tới rãnh cắt không thay đổi.Cắt laser là một quá trình được hoàn thành chung bởi các điều kiện quang học, khí, vật liệu và chuyển động. Sự trôi chậm của bất kỳ yếu tố đơn lẻ nào cũng có thể đột nhiên khiến các tham số phù hợp trước đó hoàn toàn không còn hiệu quả.

Chùm tia laser làm nóng vật liệu cục bộ cho đến khi nó tan chảy hoặc bốc hơi. Khí hỗ trợ sau đó đi vào vết cắt ở tốc độ cao thông qua vòi phun, thổi kim loại nóng chảy xuống dưới và ra ngoài. Ở trạng thái lý tưởng, tốc độ nóng chảy phù hợp với khả năng thoát xỉ, chỉ để lại cặn rất nhẹ ở phía dưới-đôi khi loại bỏ hoàn toàn nhu cầu mài giũa thứ cấp.

Khi kim loại nóng chảy không được thoát ra khỏi đáy rãnh kịp thời, nó sẽ nguội đi và bám vào các cạnh, tạo thành các gờ. Vì vậy, khi chẩn đoán gờ, bạn không nên chỉ hỏi"Sức mạnh có đủ cao không?"Thay vào đó, hãy hỏi đồng thời ba câu hỏi: Vật liệu có nóng chảy ổn định không? Vết cắt có còn rõ ràng và không bị cản trở không? Luồng khí có thực sự thổi vật liệu nóng chảy ra ngoài không?

• Các vệt mịn, đồng đều và liên tụcthường liên quan đến độ lệch ở vị trí tiêu điểm, tốc độ cắt hoặc khả năng lưu lượng khí.
• Các vệt chỉ xuất hiện ở một hướng cụ thể hoặc một khu vực cục bộgợi ý sự lệch trục của vòi phun (ngoài{0}}trục trung tâm), độ cong vênh của tấm hoặc dao động khoảng cách lệch của đầu cắt.
• Các gờ không đều hoặc dao độngcó nghĩa là bạn nên kiểm tra xem áp suất nguồn khí và tốc độ dòng chảy có ổn định hay không.

Phân tích hình thái lưỡi dao trước khi chạm vào các thông số-điều này thường tiết kiệm được nhiều tài liệu hơn so với việc cắt thử-và-lỗi lặp đi lặp lại.

Điều đáng chú ý là các gờ được hình thành trên các vật liệu, độ dày tấm và khí hỗ trợ khác nhau là không giống nhau. Bạn không thể áp dụng một cách cứng nhắc một "biểu đồ tham chiếu gờ" chung chung duy nhất. Ví dụ: cặn cứng từ quá trình cắt thép không gỉ có hỗ trợ nitơ- và cặn oxit từ quá trình cắt thép cacbon có hỗ trợ oxy-có thể trông giống nhau nhưng các phản ứng nhiệt cơ bản và các điều chỉnh cần thiết có thể hoàn toàn khác nhau. Trước tiên, luôn xác nhận vật liệu, độ dày tấm, loại khí và cài đặt quy trình ban đầu.

Một cách tiếp cận thực tế hơn làgiữ lại một phần mẫu đủ tiêu chuẩn và hồ sơ quy trình hoàn chỉnh khi máy ở tình trạng hoạt động tốt.Khi xảy ra sự cố, hãy so sánh mục mẫu mới và cũ theo từng mục-kiểm tra màu sắc vết cắt, kiểu vân, độ xỉ ở đáy và các biến thể theo hướng-trước khi chạy thử nghiệm các vết cắt ở quy mô nhỏ-. Điều này cung cấp thông tin cơ sở cụ thể cho máy và vật liệu của bạn, đáng tin cậy hơn nhiều so với việc đoán nguyên nhân chỉ dựa trên ảnh tìm thấy trên mạng.

Vòi phun hạn chế đồng thời cả chùm tia laze và khí hỗ trợ. Nếu xỉ dính vào đầu vòi phun hoặc nếu nó bị cháy, biến dạng hoặc chưa được-căn chỉnh lại cho đồng trục sau khi thay thế thì luồng khí đi vào rãnh cắt có thể lệch sang một bên-ngay cả khi chỉ số áp suất khí trên bộ điều khiển là hoàn toàn bình thường.

Các dấu hiệu phổ biến trên{0}}Trang web bao gồm:

• Mức độ thay đổi của các gờ theo các hướng khác nhau dọc theo cùng một đường viền tròn (đặc biệt quan trọng trong quá trìnhgia công lỗ tròn chính xác).
• Thay đổi chất lượng lưỡi cắt khi cắt đường thẳng theo các hướng khác nhau.
• Về mặt trực quan, vòi phun trông có vẻ ổn nhưng thử nghiệm bắn băng hoặc kiểm tra-thiết bị tích hợp cho thấy vệt tia bị lệch-trung tâm.

Khi thực hiện kiểm tra,tắt máy trước và làm theo tiêu chuẩnquy trình vận hành máy cắt laser sợi quang.Sau đó, quan sát xem khẩu độ vòi phun có tròn hoàn hảo và không có vết bắn tung tóe hoặc vết va đập hay không. Xác minh mô hình vòi phun, đường kính lỗ và trạng thái lắp đặt. Cuối cùng, hiệu chỉnh độ đồng trục theo hướng dẫn của thiết bị.

Lưu ý quan trọng:Không dùng vật cứng chọc vào khẩu độ vòi phun và đừng bao giờ cho rằng chỉ cần lắp "vòi phun mới" tự động có nghĩa là tình trạng vòi phun là chính xác.

Thấu kính bảo vệ trong đầu cắt laser sợi quang có tác dụng cách ly bụi, khói và vết bắn tung tóe. Khi sương mù, màng dầu hoặc các vết cháy-vi mô xuất hiện trên bề mặt thấu kính, độ truyền qua và đặc tính chùm tia của nó có thể thay đổi, gây ra hiện tượng nóng cục bộ (thấu kính nhiệt). Trong khi người vận hành không thấy có sự thay đổi nào về công suất đặt, chùm tia hiệu dụng truyền tới phôi có thể không còn ổn định.

Ngoài ra, việc thay ống kính, va chạm đầu cắt, cơ chế lấy nét-tự động bất thường hoặc thay đổi trạng thái hiệu chỉnh cũng có thể khiến vị trí tiêu cự thực tế bị lệch khỏi biểu đồ thông số. Mặc dù các tấm mỏng vẫn có thể khó cắt được, nhưng các tấm dày hơn một chút hoặc các đường viền lỗ nhỏ thường là những nguyên nhân đầu tiên bộc lộ những vấn đề này.

Cách tiếp cận thích hợp làkhôngthường xuyên tháo rời đường dẫn quang chỉ để "xóa nhanh". Thay vào đó, trước tiên hãy quan sát các cảnh báo của máy, các giá trị giám sát thấu kính bảo vệ (nhiệt độ/độ truyền qua) và các thay đổi về chất lượng cắt, sau đó kiểm tra hoặc thay thế thấu kính theo quy trình phòng sạch do nhà sản xuất chỉ định. Môi trường không đạt tiêu chuẩn, vật liệu làm sạch hoặc kỹ thuật xử lý trong quá trình tháo và lắp ống kính thực sự có nhiều khả năng tạo ra các hạt hoặc vết trầy xước mới, ảnh hưởng đến tổng thể.kiểm soát chất lượng cắt kim loại.

Vai trò của khí hỗ trợ không chỉ đơn thuần là "tham gia vào quá trình cắt"-mà quan trọng hơn là nó phải liên tục đẩy kim loại nóng chảy ra khỏi rãnh cắt. Áp suất bình thường tại bình chứa khí hoặc bể chứa chỉ cho biết áp suất tĩnh hoặc áp suất ngược dòng tại một điểm đo cụ thể là bình thường. Nó không chứng minh được rằng áp suất, tốc độ dòng chảy và độ tinh khiết phù hợp được duy trì ở lối ra vòi phun trong quá trình cắt động.

Các yếu tố như bộ lọc bị tắc, đường kính ống quá nhỏ, hạn chế lắp đặt, nhiều máy sử dụng khí đồng thời hoặc phản ứng nhóm van chậm đều có thể gây raáp suất động giảm. Khi cắt thép không gỉ bằng nitơ, tốc độ dòng chảy hoặc độ tinh khiết không đủ thường dẫn đến cặn ở đáy và ố vàng dọc theo các cạnh cắt. Để hiểu sâu hơn về kỹ thuật, hãy tham khảo hướng dẫn của chúng tôi vềchọn khí phụ để cắt laser.

Việc khắc phục sự cố đường ống dẫn khí phải thực hiện theo từng bước của đường dẫn khí:

Tốt nhất nên theo dõi áp suất động và tốc độ dòng chảy trong quá trình cắt thực tế, thay vì chỉ nhìn nhanh vào đồng hồ đo áp suất khi thiết bị không hoạt động.

Ngay cả khi các vật liệu được dán nhãn có cùng ký hiệu-chẳng hạn như các biến thể "Thép không gỉ 304" hoặc "Thép cacbon Q235"-vẫn có thể tồn tại ở các đợt nhiệt, điều kiện bề mặt, dung sai độ dày, lớp phủ và mức độ rỉ sét khác nhau. Màng bảo vệ bề mặt, vết dầu hoặc vảy cán có thể làm thay đổi khả năng hấp thụ năng lượng và độ ổn định khi cắt. Hơn nữa, bề mặt tấm không bằng phẳng gây ra sự thay đổi khoảng cách chờ, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kết nối luồng không khí vàđặc điểm cắt laser.

Do đó, khi các gờ bắt đầu xuất hiện ngay sau khi thay tờ giấy, lô hoặc nhà cung cấp, đừng cho rằng máy đã bị hỏng ngay lập tức. Giữ một mảnh vật liệu tấm đã được cắt trơn tru trước đó để thực hiện cắt thử so sánh-điều này thường cho phép bạn phân biệt nhanh chóng giữa "vấn đề về thiết bị" và "vấn đề về vật liệu".

Chỉ sau khi xác minh vòi phun, độ đồng trục, thấu kính, hiệu chỉnh tiêu cự, đường dẫn khí và vật liệu, bạn mới tiến hành tinh chỉnh các thông số. Trước tiên, bạn nên khôi phục cài đặt mặc định bằng phương pháp có cấu trúc đểxác định các thông số quá trình cắt laser. Sau đó, thực hiện các điều chỉnh tăng dần nhỏ về tốc độ cắt, vị trí tiêu điểm, áp suất khí hoặc khoảng cách chờ dựa trên hình thái lưỡi dao.

Mỗi lần chỉ thay đổi một biến và ghi lại số bộ phận, lô vật liệu, thông số vòi phun, tình trạng ống kính, tiêu cự, tốc độ và áp suất khí. Mặt khác, nếu bạn thay đổi ba hoặc bốn cài đặt cùng một lúc, ngay cả khi chất lượng cắt được cải thiện, bạn sẽ không biết điều chỉnh nào thực sự hiệu quả, buộc bạn phải thực hiện lại quá trình thử và sai vào lần sau.

Các hoạt động-tại chỗ có thể tuân theo trình tự sau:

1. Nghiên cứuvị trí, hướng, tính liên tục và màu sắc của gờ;
2. Kiểm tralỗ vòi phun, mô hình vòi phun, độ đồng trục và kiểm soát độ cao (bế tắc);
3. Thanh trathấu kính bảo vệ, hiệu chỉnh tiêu cự và tình trạng đầu cắt;
4. Xác minháp suất khí động, tốc độ dòng chảy, độ tinh khiết và các hạn chế về đường dây;
5. So sánhvới lô vật liệu trang tính trước đó và tinh chỉnh-các tham số bằng cách sử dụng một biến duy nhất ở bước cuối cùng.

Khi chất lượng cắt laser giảm sút, suy nghĩ nguy hiểm nhất là cho rằng"Vì thông số không thay đổi nên tình trạng thiết bị cũng không thay đổi." Các tham số chỉ đơn thuần là các lệnh-chính vòi phun, đường dẫn quang, đường dẫn khí và vật liệu sẽ quyết định cách thực thi các lệnh đó cuối cùng.Việc khôi phục các điều kiện của máy về trạng thái tối ưu trước khi thảo luận về tối ưu hóa thông số thường nhanh hơn việc tăng công suất một cách mù quáng và ít có khả năng gây ra các sự cố mới hơn.