Risoluzione dei problemi relativi alle bave del taglio laser: perché le impostazioni non sono cambiate, ma la qualità diminuisce

Per un lotto di parti in acciaio inossidabile da 3 mm lavorate secondo uno standardmacchina da taglio laser a fibra metallica, i bordi tagliati erano lisci al mattino. Tuttavia, nel pomeriggio, i lavoratori hanno notato che, nonostante avessero mantenuto invariate le impostazioni del programma di processo, della velocità, della potenza e della pressione del gas, un anello di bave dure ha cominciato a formarsi sui bordi inferiori dei pezzi.

La reazione iniziale più comune in-cantiere è aumentare la potenza e ridurre la velocità di taglio. Anche se all'inizio questo sembra aiutare leggermente, dopo aver tagliato alcune decine di fogli, le bave ritornano, accompagnate da un ingiallimento lungo il bordo tagliato e da un peggioramento dell'accumulo di bava.

La vera difficoltà con questo tipo di problema sta nel fatto cheparametri invariati sullo schermo non significano che l'energia effettiva e il flusso d'aria erogati al taglio rimangono invariati.Il taglio laser è un processo completato congiuntamente da ottica, gas, materiale e condizioni di movimento. Una deriva lenta di ogni singolo fattore può improvvisamente rendere completamente inefficaci i parametri precedentemente idonei.

Il raggio laser riscalda il materiale localizzato fino a quando non si scioglie o vaporizza. Il gas di assistenza entra quindi nel taglio ad alta velocità attraverso l'ugello, soffiando il metallo fuso verso il basso e verso l'esterno. In uno stato ideale, la velocità di fusione corrisponde alla capacità di evacuazione delle scorie, lasciando solo bava molto leggera sul fondo-a volte eliminando completamente la necessità di sbavatura secondaria.

Una volta che il metallo fuso non viene evacuato in tempo dal fondo del taglio, si raffredda e aderisce ai bordi formando bave. Pertanto, quando diagnostichi le sbavature, non dovresti semplicemente chiedere"La potenza è abbastanza alta?"Invece, poni tre domande contemporaneamente: il materiale si sta sciogliendo in modo stabile? Il taglio rimane libero e senza ostacoli? Il flusso d'aria sta effettivamente espellendo il materiale fuso?

• Bave fini, uniformi e continuesono spesso legati a deviazioni nella posizione di messa a fuoco, nella velocità di taglio o nella capacità del flusso di gas.
• Bave che compaiono solo in una direzione specifica o in un'area localizzatasuggeriscono un disallineamento dell'ugello (fuori- dall'asse centrale), deformazione del foglio o fluttuazioni della distanza di stallo della testa di taglio.
• Bave irregolari o fluttuantisignifica che dovresti controllare se la pressione e la portata della fonte di gas sono stabili.

Analizzare la morfologia della bava prima di toccare i parametri-questo di solito consente di risparmiare molto più materiale rispetto ai tagli per tentativi ripetitivi-e-errori.

Vale la pena notare che le bave formate su materiali, spessori di lamiera e gas di assistenza diversi non sono identici. Non è possibile applicare rigidamente una singola e generica "tabella di riferimento delle bave". Ad esempio, le scorie dure derivanti dal taglio dell'acciaio inossidabile assistito da azoto-e le scorie di ossido derivanti dal taglio dell'acciaio al carbonio assistito da ossigeno-possono sembrare simili, ma le reazioni termiche sottostanti e gli aggiustamenti richiesti possono essere completamente diversi. Confermare sempre prima il materiale, lo spessore della lamiera, il tipo di gas e le impostazioni del processo originale.

Un approccio più pratico è quello diconservare un campione qualificato e un registro completo del processo quando la macchina è in buone condizioni di funzionamento.Quando si verifica un problema, confronta i campioni nuovi e vecchi articolo per articolo-controllando il colore del taglio, i motivi delle striature, le bave del fondo e le variazioni nelle direzioni-prima di eseguire tagli di prova-su piccola scala. Ciò fornisce una linea di base specifica per la tua macchina e il tuo materiale, che è molto più affidabile rispetto a indovinare le cause basandosi esclusivamente sulle foto trovate online.

L'ugello vincola contemporaneamente sia il raggio laser che il gas di assistenza. Se la scoria aderisce alla punta dell'ugello o se presenta segni di bruciatura, deformazione o non è stata riallineata per la coassialità dopo la sostituzione, il flusso d'aria che entra nel taglio potrebbe inclinarsi da un lato-anche se la lettura della pressione del gas sul controller è del tutto normale.

I segnali comuni sul-sito includono:

• Vari gradi di bave in direzioni diverse lungo lo stesso contorno circolare (particolarmente critico durantelavorazione di fori tondi di precisione).
• Cambiamenti nella qualità del bordo tagliato quando si tagliano linee rette in direzioni diverse.
• Visivamente l'ugello sembra a posto, ma un test con il nastro adesivo o un controllo-dell'attrezzatura integrata rivela che il punto del raggio è decentrato-.

Quando si esegue un'ispezione,spegnere prima la macchina e seguire lo standardprocedure operative del taglio laser a fibra.Quindi osservare se l'apertura dell'ugello è perfettamente rotonda e priva di schizzi o segni di impatto. Verificare il modello dell'ugello, il diametro dell'orifizio e lo stato di installazione. Infine, calibrare la coassialità secondo le istruzioni dell'apparecchiatura.

Nota importante:Non colpire l'apertura dell'ugello con oggetti duri e non dare mai per scontato che la semplice installazione di un "nuovo ugello" significhi automaticamente che le condizioni dell'ugello siano corrette.

La lente protettiva in una testa di taglio laser a fibra serve a isolare polvere, fumo e spruzzi. Quando sulla superficie della lente compaiono opacità, pellicole oleose o micro-bruciature, la sua trasmittanza e le caratteristiche del raggio possono cambiare, causando un riscaldamento localizzato (lente termica). Anche se l'operatore non nota alcun cambiamento nella potenza impostata, il raggio effettivo inviato al pezzo in lavorazione potrebbe non essere più stabile.

Inoltre, la sostituzione dell'obiettivo, le collisioni della testa di taglio, le anomalie del meccanismo di messa a fuoco automatica-o i cambiamenti nello stato di calibrazione possono anche causare uno spostamento della posizione focale effettiva dal grafico dei parametri. Mentre le lamiere sottili riescono a malapena a tagliare, le lastre leggermente più spesse o i contorni dei fori piccoli sono solitamente i primi a esporre questi problemi.

L'approccio corretto ènonsmontare frequentemente il percorso ottico solo per "dargli una pulita veloce". Osservare invece prima gli allarmi della macchina, i valori di monitoraggio della lente protettiva (temperatura/trasmittanza) e le variazioni della qualità di taglio, quindi ispezionare o sostituire la lente secondo le procedure per camera bianca specificate dal produttore. Ambienti scadenti, materiali per la pulizia o tecniche di manipolazione durante la rimozione e l'installazione delle lenti hanno in realtà maggiori probabilità di introdurre nuove particelle o graffi, con un impatto complessivocontrollo qualità del taglio dei metalli.

Il ruolo del gas di assistenza va oltre la semplice "partecipazione al processo di taglio"-cosa ancora più importante, deve espellere continuamente il metallo fuso dal taglio. La pressione normale nella bombola del gas o nel serbatoio di stoccaggio indica solo che la pressione statica o a monte in un punto di misurazione specifico è normale. Non dimostra che vengano mantenute pressione, portata e purezza adeguate all'uscita dell'ugello durante il taglio dinamico.

Fattori quali filtri intasati, diametri dei tubi sottodimensionati, limitazioni dei raccordi, più macchine che utilizzano il gas contemporaneamente o una risposta lenta del gruppo valvole possono tutti causareperdite di carico dinamiche. Quando si taglia l'acciaio inossidabile con azoto, una portata o una purezza insufficienti spesso portano alla formazione di bava sul fondo e all'ingiallimento lungo i bordi tagliati. Per approfondimenti tecnici più approfonditi, consultare la nostra guida suscelta del gas ausiliario per il taglio laser.

La risoluzione dei problemi relativi alla linea del gas deve seguire il percorso del flusso del gas passo-per-passo:

È meglio monitorare la pressione dinamica e la portata durante il processo di taglio vero e proprio, piuttosto che fare affidamento esclusivamente su una rapida occhiata al manometro mentre l'attrezzatura è inattiva.

Anche se i materiali sono etichettati con la stessa designazione-come "Acciaio inossidabile 304" o "Acciaio al carbonio Q235"-possono comunque esistere variazioni a seconda dei diversi lotti di calore, condizioni della superficie, tolleranze di spessore, rivestimenti e livelli di ruggine. Pellicole protettive superficiali, macchie d'olio o scaglie di laminazione possono alterare l'assorbimento di energia e la stabilità del taglio. Inoltre, una superficie irregolare della lastra provoca variazioni nella distanza di sicurezza, influenzando direttamente l'accoppiamento del flusso d'ariacaratteristiche dell'avanguardia del laser.

Pertanto, quando iniziano a comparire delle bave subito dopo aver cambiato fogli, lotti o fornitori, non dare immediatamente per scontato che la macchina sia rotta. Conserva un pezzo di materiale in fogli precedentemente tagliato senza problemi per eseguire un taglio di prova comparativo-questo di solito ti consente di distinguere rapidamente tra "problemi di attrezzatura" e "problemi di materiale".

Solo dopo aver verificato l'ugello, la coassialità, le lenti, la calibrazione della messa a fuoco, le linee del gas e il materiale dovresti procedere alla-regolazione dei parametri. Si consiglia di ripristinare innanzitutto le impostazioni predefinite utilizzando una metodologia strutturata perdeterminazione dei parametri del processo di taglio laser. Quindi, apportare piccole modifiche incrementali alla velocità di taglio, alla posizione di messa a fuoco, alla pressione del gas o alla distanza di sicurezza in base alla morfologia della bava.

Modifica solo una variabile alla volta e registra il codice prodotto, il lotto del materiale, le specifiche dell'ugello, le condizioni della lente, la messa a fuoco, la velocità e la pressione del gas. Altrimenti, se modifichi tre o quattro impostazioni contemporaneamente, anche se la qualità del taglio migliora, non saprai quale regolazione ha effettivamente funzionato, costringendoti a ripetere tentativi ed errori la prossima volta.

Le operazioni sul-sito possono seguire questa sequenza:

1. Esaminareposizione, direzione, continuità e colore della bava;
2. Controllol'orifizio dell'ugello, il modello dell'ugello, la coassialità e il controllo dell'altezza (distanziamento);
3. Ispezionarela lente protettiva, la calibrazione della messa a fuoco e le condizioni della testa di taglio;
4. Verificarepressione dinamica del gas, portata, purezza e restrizioni sulla linea;
5. Confrontarecon un lotto precedente di materiale in fogli e perfezionare-i parametri utilizzando una singola variabile solo come ultimo passaggio.

Quando la qualità del taglio laser si deteriora, la mentalità più pericolosa è presumerlo"poiché i parametri non sono cambiati, anche le condizioni dell'attrezzatura non sono cambiate." I parametri sono semplicemente comandi-sono l'ugello, il percorso ottico, la linea del gas e il materiale che determinano il modo in cui tali comandi vengono infine eseguiti.Ripristinare le condizioni della macchina al loro stato ottimale prima di discutere l'ottimizzazione dei parametri è solitamente più veloce che aumentare ciecamente la potenza e molto meno probabile che introducano nuovi problemi.