Steigern Sie Ihre Qualität beim Laserschneiden von Edelstahl

Der Laser wird durch Mischen von hochreinem Helium, CO2 und hochreinem Stickstoff in der Gasmischeinheit erzeugt. Der Lasergenerator erzeugt den Laser, und zur Bearbeitung des Objekts wird ein Schneidgas, z. B. N2 oder O2, hinzugefügt. Die Energie des Lasers ist hoch konzentriert und kann das Material sofort schmelzen und vergasen.

Diese Methode löst effektiv die Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von harten, spröden und feuerfesten Materialien und bietet hohe Geschwindigkeit, Präzision und minimale Verformung. Es ist ideal für die Bearbeitung von Präzisionsteilen und Mikrokomponenten.

Mehrere Faktoren können sich auf die Qualität der Laserschneideneinschließlich Schneidgeschwindigkeit, Fokusposition, Hilfsgasdruck, Laserausgangsleistung und andere Prozessparameter. Andere Faktoren wie externer Lichtweg, Werkstückeigenschaften (Reflexionsvermögen und Zustand der Materialoberfläche), Schneidbrenner, Düse und Platte Spannen kann sich auch auf die Schnittqualität auswirken.

Diese Faktoren sind besonders bei der Bearbeitung von Edelstahlblechen von Bedeutung und führen zu Problemen wie großen Knötchen und Graten auf der Rückseite des Werkstücks, schlechten Rundheit wenn der Lochdurchmesser das 1-1,5fache der Blechdicke beträgt, und gerade Linien, die an den Ecken nicht gerade sind. Diese Probleme stellen für die Blechindustrie weiterhin eine Herausforderung dar Laserbearbeitung.

Schmelzprinzip beim Laserschneiden

Abb. 1 Schmelzprinzip von Laserschneiden

  1. Hilfsgas
  2. Düse
  3. Düse Höhe
  4. Schnittgeschwindigkeit
  5. Schmelzen
  6. Schlacke
  7. Schnitt-Rauheit
  8. Wärmebeeinflusste Zone
  9. Spaltbreite

Problem der Tumorakkumulation

In wiederholten Tests haben wir festgestellt, dass der mit der Laserschneidmaschine ausgestattete Schneidsupport nicht für die Bearbeitung geeignet ist Feinblech.

Die Hauptgründe sind:

(1) Wenn der R-Winkel groß ist, gibt es eine große Kontaktfläche zwischen der Oberseite des Trägers und dem bearbeiteten Blech, was zu einer höheren Wahrscheinlichkeit von Spritzern führt, wenn der Laserstrahl nur auf der Oberseite des Trägers geschnitten wird. Ist der R-Winkel dagegen klein, ist die Wahrscheinlichkeit von Spritzreflexionen bei der Bearbeitung dünner Bleche gering.

(2) Bei einem geringen Abstand und einer geringen Neigung ist der Raum, der dem Laserstrahl zur Verfügung steht, um weiter einzudringen, begrenzt. Je kleiner der Reflexionsraum ist, desto größer ist die Reflexionskraft, was dazu führt, dass der Schneidetumor fester an der gegenüberliegenden Seite der Platte haftet.

Verbesserte Unterstützung

Abb. 2 Verbesserte Unterstützung

Auf der Grundlage der obigen Überlegungen haben wir die mit der Maschine ausgestattete Schneidunterstützung verbessert:

(1) Verkleinerung des R-Winkels und Vergrößerung des Abstands zwischen dem oberen Ende der Auflage und der Grundfläche sowie Erhöhung der Neigung. Dadurch werden die Spritzer und der Tumor auf der Rückseite des Werkstücks erheblich reduziert, so dass der Tumor mit einer sanften Berührung des Werkzeugs leicht abfallen kann.

(2) Während des Schneidprozesses wurde festgestellt, dass das Auftragen von Öl auf die Plattenoberfläche das Anhaften der Schneidspritzer verringert. Das Öl bildet einen Schutzfilm auf der Plattenoberfläche, der es den Spritzern erschwert, an der Platte zu haften.

Außerdem führt der Ölfilm den Laserstrahl besser, insbesondere bei der Bearbeitung von Blechen mit extrem glatten Oberflächen wie Spiegel-Edelstahl. Dies liegt daran, dass der Ölfilm den Laserstrahl im Vergleich zu einer glatten Blechoberfläche leichter absorbiert, so dass der Strahl leichter eindringen und positioniert werden kann.

Deshalb haben wir damit begonnen, die Vorder- und Rückseite der Platte gleichmäßig mit Metallwalzöl zu beschichten, das einen hohen Entzündungspunkt hat. Dies hat zu einer deutlichen Verringerung von Spritzern und Tumoransammlungen auf dem bearbeiteten Werkstück geführt, insbesondere auf der Rückseite, was viel besser ist als zuvor.

(3) Nach wiederholten Anpassungen der Fokusposition in den Schnittparametern stellten die Techniker fest, dass die beste Laserfokus Die Position zum Schneiden der Platte ist etwas kleiner als die Hälfte der Plattendicke.

Bei Verformung der Platte oder übermäßiger Schnittluft Druck wird die Schnittqualität instabil, wenn die dünne Platte leicht vibriert oder lokal durch hohen Gasdruck beeinträchtigt wird.

Wenn jedoch der Fokus auf etwa 2/3 der Plattendicke eingestellt wird (um die durch Verformung oder Vibration verursachte Fokusabweichung zu korrigieren), wird die Bildung feiner Grate unter denselben Platten- und Luftdruckbedingungen wirksam vermieden.

Die Schnittqualität des Werkstücks hat sich dadurch erheblich verbessert.

Problem der Rundheit kleiner Löcher

Bei Verwendung eines LaserschneidmaschineDie Herstellung von qualitativ hochwertigen Löchern, die fast das 1 bis 1,5-fache der Blechdicke betragen, kann eine Herausforderung darstellen, insbesondere bei runden Löchern.

Die Laserschneidverfahren umfasst das Perforieren, Einführen und Schneiden, was eine Änderung der Zwischenparameter erfordert. Dies führt zu einer zeitlichen Verzögerung beim Übergang, wodurch die runden Löcher auf dem fertigen Produkt verzerrt werden.

Um dieses Problem zu lösen, haben wir die Zeit für die Perforation und den Vorlauf optimiert, um sie besser auf den Schneidprozess abzustimmen. Dadurch wird die spürbare Veränderung der Parameter vermieden und ein qualitativ hochwertigeres Ergebnis erzielt.

Problem der Geradheit der Ecken

Bei der Laserbearbeitung spielen mehrere Schlüsselparameter (wie z. B. Beschleunigungsfaktor, Beschleunigung, Verzögerungsfaktor, Verzögerung und Eckenverweilzeit) eine entscheidende Rolle bei der Bearbeitung von dünnen Blechwerkstücken, die außerhalb des herkömmlichen Einstellbereichs liegen.

Bei der Bearbeitung von Dünnblechwerkstücken mit komplizierte Formengibt es oft häufige Kurven. Der Laserstrahl muss an jeder Ecke abbremsen und dann wieder beschleunigen. Diese Parameter bestimmen die Pausenzeit des Laserstrahls an jedem Punkt.

(1) Wenn der Beschleunigungswert zu hoch und der Verzögerungswert zu niedrig ist, kann der Laserstrahl die Platte an den Ecken nicht gut durchdringen, was zu einer schlechten Permeation und einem Anstieg der Ausschussrate führt.

(2) Wenn der Beschleunigungswert zu niedrig und der Verzögerungswert zu hoch ist, durchdringt der Laserstrahl das Blech an den Ecken, aber der niedrige Beschleunigungswert führt dazu, dass der Laserstrahl zu lange am Beschleunigungs- und Verzögerungsaustauschpunkt verweilt, wodurch das Blech unter dem Einfluss des kontinuierlichen Laserstrahls kontinuierlich schmilzt und verdampft, was zu einer nicht geraden Linie an den Ecken führt. (Andere konventionelle Faktoren, die die Schnittqualität beeinflussen, wie z. B. LaserleistungGasdruck und die Fixierung des Werkstücks werden hier nicht berücksichtigt).

(3) Bei der Bearbeitung von Werkstücken aus dünnem Blech wird empfohlen, die Schnittleistung so weit wie möglich zu reduzieren, ohne die Schnittqualität zu beeinträchtigen, so dass keine offensichtlichen Farbunterschiede oder Verbrennungen auf der Oberfläche des Werkstücks entstehen.

(4) Der Schneidgasdruck sollte minimiert werden, was lokale Mikrozitterungen der Platte unter starkem Luftdruck stark reduzieren kann.

Welche Werte sollten auf der Grundlage der obigen Analyse für eine angemessene Beschleunigung und Abbremsung festgelegt werden? Gibt es ein proportionales Verhältnis zwischen den beiden Werten, das beachtet werden sollte?

Um die optimalen Werte zu ermitteln, stellen die Techniker die Beschleunigung und Verzögerung kontinuierlich ein, markieren jedes geschnittene Stück und zeichnen die Einstellparameter auf. Durch wiederholten Vergleich von Proben und sorgfältige Prüfung der Parameteränderungen wurde festgestellt, dass beim Schneiden von rostfreiem Stahl im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm der geeignete Beschleunigungswert zwischen 0,7 und 1,4 g und der Verzögerungswert zwischen 0,3 und 0,6 g liegt. Als allgemeine Regel gilt, dass der Beschleunigungswert etwa das Zweifache des Verzögerungswerts beträgt.

Diese Regel ist auch anwendbar auf kaltgewalzte Bleche mit ähnlicher Dicke, aber für Aluminiumplatten mit ähnlicher Dicke müssen die Werte entsprechend angepasst werden.

Schlussfolgerung

Durch die erfolgreiche Behebung der Faktoren, die die Schnittqualität beeinflussen, hat sich die Qualität der von uns verarbeiteten Edelstahlbleche in Bezug auf die Reduzierung der Schnitttumore und die Verbesserung der Schnittfeinheit deutlich verbessert.

Als moderne technische Fachkräfte ist es wichtig, sich zum Lernen zu verpflichten, den Mut zu haben, neue Lösungen zu finden, und dem Prinzip der "Exzellenz in der Fertigung" zu folgen. Dieser Ansatz gewährleistet die Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte und den Erfolg im intensiven wirtschaftlichen Wettbewerb.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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