7 Lösungen für Probleme beim Laserschneiden von Blechen

Laserschneiden von Blechen
Laserschneiden von Blechen

Technologie der Schneidperforation.

Als allgemeine Regel gilt, Bohren Ein kleines Loch im Blech ist für jedes Heißschneideverfahren erforderlich, mit wenigen Ausnahmen, bei denen das Schneiden vom Rand des Blechs aus beginnen kann.

In der Vergangenheit wurde ein Loch mit Hilfe einer Stanzform in eine Form gestanzt. Laser-Prägemaschine bevor der Laserschneidprozess begann.

Es gibt zwei grundlegende Methoden für Laserschneiden ohne die Verwendung eines Stempelgeräts:

Sprengperforation

Bei kontinuierlicher Laserbestrahlung bildet das Material in der Mitte eine Vertiefung, die durch den mit dem Laserstrahl einhergehenden Sauerstoffstrom schnell entfernt wird, so dass ein Loch entsteht.

Die Größe eines typischen Lochs wird durch die Blechdicke bestimmt.

Der durchschnittliche Durchmesser der Sprenglochung beträgt etwa die Hälfte der Blechdicke, was bedeutet, dass die Löcher in dickeren Blechen größer und nicht kreisförmig sind.

Diese Methode sollte nicht für Teile verwendet werden, die eine hochpräzise Bearbeitung erfordern, und ist nur für Ausschussmaterial geeignet.

Außerdem wird beim Perforieren der gleiche Sauerstoffdruck wie beim Schneiden verwendet, was zu übermäßigem Spritzen führt.

Pulsperforation

Ein gepulster Laser mit einer Spitzenleistung wird eingesetzt, um eine kleine Menge Material zu schmelzen oder zu verdampfen. Als Hilfsgas wird Luft oder Stickstoff verwendet, um die Ausdehnung des Lochs aufgrund der exothermen Oxidation zu verringern. Der Gasdruck ist niedriger als beim Schneiden mit Sauerstoff. Jeder Puls des Lasers erzeugt kleine Partikel, die ausgestoßen werden und allmählich in das Material eindringen. Das Ergebnis ist das Perforieren eines Grobblech kann mehrere Sekunden dauern.

Sobald die Perforation abgeschlossen ist, wird das Hilfsgas sofort durch Sauerstoff zum Schneiden ersetzt. Dies führt zu einem kleineren Perforationsdurchmesser und einer höheren Qualität der Perforation im Vergleich zum Strahlen. Um dies zu erreichen, muss der Laser nicht nur eine höhere Ausgangsleistung haben, sondern auch eine präzise zeitliche und räumliche Charakteristik des Strahls. Der allgemeine CO2-Laser erfüllt diese Anforderungen nicht.

Darüber hinaus erfordert die Impulsperforation ein zuverlässiges Gassteuerungssystem zur Regulierung von Gasart, Druck und Perforationszeit. Um bei der Impulsperforation qualitativ hochwertige Schnitte zu erzielen, muss der Übergang von der Impulsperforation zum kontinuierlichen Schneiden ernst genommen werden.

Theoretisch können die Schneidbedingungen wie Brennweite, Düsenposition und Gasdruck während der Beschleunigungsphase geändert werden. In der industriellen Produktion ist es jedoch praktischer, die durchschnittliche Leistung des Lasers zu ändern. Dies kann durch Änderung der Pulsbreite, der Frequenz oder beides erreicht werden. Die Forschung hat gezeigt, dass der letztgenannte Ansatz die besten Ergebnisse liefert.

Analyse der Verformung beim Schneiden kleiner Löcher (kleiner Durchmesser und Dicke).

Der Grund dafür ist, dass der Hochleistungslaserschneider bei der Bearbeitung eines Lochs nicht die Methode der Strahlperforation, sondern die Impulsperforation (weicher Einstich) anwendet. Dies führt dazu, dass sich die Laserenergie zu sehr auf einen kleinen Bereich konzentriert, wodurch der nicht zu bearbeitende Bereich verkohlt und es zu einer Verformung des Lochs und einer Verschlechterung der Bearbeitungsqualität kommt.

In diesem Fall ist es notwendig, bei der Verarbeitung von der Impulsperforation (weiche Punktion) zur Sprengperforation (normale Punktion) zu wechseln, um das Problem zu lösen.

Auf der anderen Seite, für weniger leistungsfähige Laserschneidmaschinenist es ratsam, die Impulsperforation zu verwenden, um eine bessere Oberflächengüte beim Schneiden kleiner Löcher zu erzielen.

Das Werkstück hat beim Schneiden von kohlenstoffarmem Stahl einen Grat, wie kann man ihn entfernen?

Gemäß den Arbeits- und Gestaltungsprinzipien von CO2-LaserschneidenAls Hauptgründe für die Bildung von Graten am Werkstück werden die folgenden analysiert:

  • Falsch Laserfokus Position: Ein Test der Fokusposition ist erforderlich, um den Offset auf der Grundlage des Fokus anzupassen.
  • Unzureichend Laserausgangsleistung: Es ist zu prüfen, ob der Lasergenerator ordnungsgemäß funktioniert. Ist dies der Fall, überprüfen Sie, ob der Ausgangswert der Laserkontrolltaste richtig eingestellt ist und passen Sie ihn entsprechend an.
  • Langsames Schneiden Geschwindigkeit: Die Schneidlinie muss durch die Betriebssteuerung beschleunigt werden.
  • Geringe Reinheit des Schneidgases: Es muss hochwertiges Schneidgas zur Verfügung gestellt werden.
  • Migration von Laserfokus: Ein Test der Fokusposition ist erforderlich, um den Offset auf der Grundlage des Fokus anzupassen.
  • Instabilität, die durch den Langzeitbetrieb des Laserschneiders verursacht wird: Der Laserschneider muss abgeschaltet und neu gestartet werden.

Analyse des Grats auf dem Werkstück bei Schneiden von rostfreiem Stahl und Aluminium-Zinkblech mit dem Laserschneider.

In diesem Fall sollten Sie beim Schneiden von kohlenstoffarmem Stahl zunächst die Faktoren berücksichtigen, die Grate verursachen können.

Eine einfache Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit ist jedoch nicht unbedingt die Lösung des Problems, da die höhere Geschwindigkeit nicht immer ein Durchstechen der Platte ermöglicht. Dies ist besonders auffällig bei der Bearbeitung von Aluminium-Zink-Platten.

In einem solchen Szenario werden andere Faktoren der Laserschneidmaschine sollten ebenfalls berücksichtigt werden, z. B. die Notwendigkeit, die Düse auszutauschen und die Stabilität der Führungsbewegung zu überprüfen.

Analyse des unvollständigen Schneidezustands des Lasers.

Die Analyse hat ergeben, dass die Hauptursachen für die instabile Verarbeitung die folgenden sind:

Falsche Auswahl von Laserdüse für die Blechdicke;

Die Schnittgeschwindigkeit ist zu hoch und muss verringert werden.

Es ist auch wichtig zu wissen, dass beim Schneiden von 5 mm Kohlenstoff Stahlplatte mit einer Laserschneidmaschine ist es notwendig, die 7,5″-Brennweite der Laserlinse zu ersetzen.

Die Lösung für nicht normale Funkenbildung beim Schneiden von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.

Diese Situation kann sich auf die Qualität der geschnittenen Teile auswirken. Wenn andere Parameter normal sind, sollten Sie die folgenden möglichen Ursachen in Betracht ziehen:

  • Verlust des Laserdüsedie umgehend ersetzt werden sollten.
  • Wenn keine neue Düse ersetzt wird, sollte der Schneidgasdruck erhöht werden.
  • Das Schraubgewinde zwischen Düse und Laserschneidkopf kann locker sein. Wenn dies der Fall ist, sollten Sie das Schneiden sofort unterbrechen, die Verbindung des Laserkopfes überprüfen und die Schrauben festziehen. Schraubengewinde.

Auswahl der Einstichstellen beim Laserschneiden.

Das Arbeitsprinzip von Laserstrahlschneiden:

Während des Schneidevorgangs wird das Material einer kontinuierlichen LaserstrahlungDas Ergebnis ist eine Vertiefung in der Mitte. Der Arbeitsluftstrom mit dem Laserstrahl entfernt dann schnell das geschmolzene Material, wodurch ein Loch entsteht. Dieses Loch ähnelt einer Gewindebohrung beim Gewindeschneiden.

Der Laserstrahl nutzt dieses Loch als Ausgangspunkt für den Konturschnitt. In der Regel ist die Richtung des Laserstrahls in der Flugbahn senkrecht zur Tangentenrichtung der Schnittkontur des bearbeiteten Teils.

Dies hat zur Folge, dass von dem Moment, in dem der Laserstrahl das Stahlblech durchdringt, bis zum Schneiden der Kontur eine große Änderung der Schnittgeschwindigkeit in Richtung des Vektors stattfindet. Konkret dreht sich der Vektor um 90°, wodurch sich die tangentiale Richtung senkrecht zum Schnittprofil mit der Schnittkontur überschneidet. Mit anderen Worten, der Winkel mit der Konturtangente wird 0°.

Diese schnelle Richtungsänderung der Vektorbewegung des Laserstrahls führt zu einer rauen Schnittfläche auf der Schnittfläche des bearbeiteten Materials.

Wenn der Entwurf keine Anforderungen an die Rauheit der Schnittfläche stellt, wird in der Regel keine manuelle Steuerung in der Laserschneidprogrammierung festgelegt, und die Steuerungssoftware erzeugt automatisch Einstichpunkte. Wenn das Design jedoch eine hohe Rauheit für den Schnittbereich erfordert, ist es wichtig, dieses Problem zu berücksichtigen.

In der Regel ist eine manuelle Anpassung der Startposition des Laserstrahls, d. h. die manuelle Steuerung des Einstichpunkts, erforderlich. Dabei wird der vom Laserprogramm erzeugte Einstichpunkt in eine sinnvolle Position gebracht, die den Anforderungen an die Oberflächengenauigkeit der bearbeiteten Teile entspricht.

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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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