La formazione di bave durante il taglio laser non influisce solo sulla precisione e sull'aspetto dei pezzi, ma aumenta anche i costi dei successivi processi di rettifica. Per ottenere una lavorazione senza bave-è necessario un controllo collaborativo da più dimensioni, quali parametri delle apparecchiature, caratteristiche dei materiali e ottimizzazione del processo. I metodi specifici sono i seguenti:
1. Abbina con precisione i parametri del laser per controllare la produzione di energia
La razionalità dei parametri laser è fondamentale per evitare bave. in primo luogo,la potenza del laser deve essere adattata allo spessore del materiale: una potenza insufficiente comporterà un taglio incompleto del materiale, lasciando il metallo non fuso sotto forma di bave; una potenza eccessiva può causare la-fusione eccessiva del materiale e il metallo liquido raffreddato formerà bave nodulari. Ad esempio, quando si taglia acciaio a basso-carbonio con uno spessore di 1-3 mm, la potenza è solitamente impostata a 1500-3000 W, mentre per piastre spesse di 5-10 mm la potenza deve essere aumentata a 3000-6000 W.
In secondo luogo,regolare la velocità e la frequenza di taglio: una velocità troppo lenta prolungherà il tempo di irradiazione del laser sul materiale, espanderà la zona-alterata dal calore e causerà facilmente bave sui bordi; una velocità troppo elevata porterà ad un taglio incompleto. In generale, le piastre sottili sono adatte per alta velocità e alta frequenza (ad esempio, per piastre di acciaio da 1-2 mm, la velocità è 10-15 m/min e la frequenza è 5.000-10.000 Hz), mentre le piastre spesse richiedono velocità e frequenza inferiori (ad esempio, per piastre di acciaio da 8 mm, la velocità è 1-3 m/min e la frequenza è 1.000-3.000 Hz).
Inoltre,ottimizzare la posizione focale: una messa a fuoco troppo-profonda disperderà l'energia, determinando una larghezza non uniforme delle parti superiore e inferiore del taglio e lasciando facilmente bave sul fondo; una messa a fuoco troppo-superficiale causerà un eccessivo scioglimento della superficie. Quando si tagliano i metalli, la messa a fuoco dovrebbe essere solitamente 0,5-1 mm sotto la superficie del materiale e, per i materiali non metallici, può essere opportunamente spostata verso l'alto.
2. Selezionare ragionevolmente i gas ausiliari per migliorare l'effetto di rimozione delle scorie
I gas ausiliari svolgono un ruolo importante nell'espulsione delle scorie e nel raffreddamento del pezzo durante il taglio laser. Il loro tipo, pressione e flusso influiscono direttamente sulla formazione di bave.Per i metalli ferrosi come l'acciaio al carbonio, l'ossigeno è preferito come gas ausiliario: l'ossigeno può reagire ossidativamente con il metallo, rilasciare calore aggiuntivo per facilitare il taglio e, allo stesso tempo, l'ossigeno ad alta-pressione può eliminare rapidamente le scorie per ridurre i residui. Tuttavia, la pressione dell'ossigeno deve essere controllata, generalmente tra 0,3 e 0,8 MPa. Una pressione troppo bassa comporterà una rimozione incompleta delle scorie, mentre una pressione troppo alta causerà facilmente un'eccessiva ossidazione del bordo tagliato, formando bave.
Quando si tagliano metalli non-ferrosi come l'acciaio inossidabile e le leghe di alluminio, è necessario utilizzare gas inerti come l'azoto: i gas inerti possono impedire l'ossidazione del materiale ed eliminare le scorie dal taglio in virtù dell'alta pressione. La pressione dell'azoto è solitamente superiore a quella dell'ossigeno (0,5-1,2MPa), soprattutto per le piastre spesse. È necessario garantire un flusso di gas stabile per evitare la ritenzione di scorie dovuta alle fluttuazioni di pressione. Inoltre, anche il diametro e la distanza dell'ugello del gas devono corrispondere. Un diametro dell'ugello troppo-piccolo è soggetto a perdita di pressione, mentre uno troppo grande provoca la diffusione del gas. Si consiglia di selezionare un ugello con un diametro di φ1,5-3 mm in base allo spessore del materiale e di mantenere la distanza tra l'ugello e il pezzo a 0,5-2 mm.
3. Preelaborare i materiali per ridurre l'impatto dei difetti intrinseci
Lo stato del materiale stesso è la base per una lavorazione senza bave-.Assicurarsi che la superficie della materia prima sia piana e priva di strati di ossido: per piastre metalliche arrugginite o ricoperte di incrostazioni-, lo strato di ossido assorbirà parte dell'energia durante il taglio laser, determinando una temperatura di taglio non uniforme e causando facilmente bave. Prima della lavorazione, lo strato di ossido può essere rimosso mediante molatura, decapaggio, ecc. oppure possono essere selezionate piastre con qualità superficiale qualificata.
Controllare la tolleranza dello spessore del materiale: se la deviazione dello spessore dei materiali nello stesso lotto supera 0,1 mm, sarà difficile per l'energia laser agire in modo uniforme sul materiale. Le parti sottili tendono a-fondersi eccessivamente, mentre le parti spesse tendono a lasciare bave. Pertanto, è necessario selezionare materiali di alta-qualità con una tolleranza di spessore ridotta ed effettuare controlli a campione sullo spessore della lamiera prima del taglio. Inoltre, per i materiali rivestiti (come le piastre zincate), è necessario verificare in anticipo se il rivestimento è resistente alle alte-temperature per evitare bave formate dalla combustione o dalla fusione del rivestimento e dall'adesione al taglio.
4. Mantenere regolarmente l'attrezzatura per garantire un funzionamento stabile
Il buono stato dell'attrezzatura è il prerequisito per una lavorazione continua-senza bave.Pulire lo specchio di messa a fuoco e l'ugello: se la superficie dello specchio di focalizzazione è contaminata da polvere o schizzi di metallo, ciò causerà lo spostamento del fuoco dell'energia laser e la riduzione della capacità di taglio; l'ostruzione dell'ugello influenzerà la portata e la pressione del gas ausiliario, indebolendo l'effetto di rimozione delle scorie. Si consiglia di pulire lo specchio di messa a fuoco con un detergente speciale ogni giorno prima dell'uso e di smontare l'ugello per dragare e pulire ogni settimana.
Controllare la precisione del binario di guida e del sistema di trasmissione: l'usura del binario di guida o l'allentamento degli organi di trasmissione causeranno la deviazione della testa di taglio dal binario di scorrimento, provocando tagli inclinati e quindi bave. È necessario lubrificare regolarmente il binario di guida, controllare mensilmente la tenuta dei componenti di trasmissione come ingranaggi e cinghie e assicurarsi che la testa di taglio si muova in modo fluido e sia posizionata con precisione. Inoltre, anche la calibrazione regolare del percorso ottico del laser per garantire la verticalità del raggio laser e la precisione della posizione del punto focale è una misura importante per evitare sbavature.
5. Ottimizzazione del processo per materiali speciali
Per i materiali altamente riflettenti (come le leghe di rame e alluminio) o i materiali ad alta-durezza (come le leghe di titanio), è necessario adottare processi mirati. Quando si tagliano materiali altamente riflettenti, è possibile utilizzare generatori laser verde o blu (con un tasso di assorbimento più elevato per i laser a lunghezza d'onda corta-) e ridurre la velocità di taglio e aumentare la potenza di picco per ridurre il taglio incompleto causato dalla riflessione dell'energia. Quando si tagliano materiali ad alta-durezza, è possibile adottare la modalità laser pulsato per perforare istantaneamente il materiale tramite impulsi ad alta-frequenza, evitando la deformazione termica e le bave causate dall'azione a lungo-termine dei laser continui.
In conclusione, ottenere una lavorazione senza bave-con le macchine a taglio laser è un progetto sistematico. È necessario regolare con precisione i parametri, ottimizzare i processi ausiliari in combinazione con le caratteristiche del materiale e fare un buon lavoro nella manutenzione delle attrezzature per ottenere tagli lisci e piatti garantendo al tempo stesso l'efficienza di taglio.
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