ステンレス鋼レーザー切断の品質を高める

レーザーは、ガス混合ユニットで高純度ヘリウム、CO2、高純度窒素を混合して作られる。レーザー発生装置でレーザーを発生させ、N2やO2などの切断用ガスを加えて対象物を加工する。レーザーのエネルギーは高濃度であり、瞬時に材料を溶かし、ガス化することができる。

この方法は、硬く、脆く、耐火性のある材料の加工の難しさを効果的に解決し、高速、高精度、最小限の変形を提供します。精密部品や微細部品の加工に最適です。

の品質にはいくつかの要因が影響する。 レーザー切断切断速度、焦点位置、補助ガス圧力、レーザー出力、その他の加工パラメータを含む。その他、外部光路、ワーク特性（材料表面の反射率や状態）、切断トーチ、ノズル、プレート 締め付け も切断品質に影響を与える可能性がある。

これらの要因は、ステンレス鋼板の加工において特に顕著であり、その結果、被加工物の裏面に大きなノジュールやバリが発生したり、加工性が悪くなったりする。 丸み 穴の直径が板厚の1～1.5倍である場合、およびコーナーで直線でない直線。このような問題は、板金業界では次のような課題となっている。 レーザー加工.

図1 溶解原理 レーザー切断

1. 補助ガス
2. ノズル
3. ノズルの高さ
4. 切断速度
5. メルト
6. スラグ
7. 切削粗さ
8. 熱影響ゾーン
9. スリット幅

腫瘍蓄積の問題

テストを繰り返した結果、レーザー切断機に装備されているカッティングサポートは加工に適していないことがわかった 板金.

主な理由は以下の通りだ：

(1)R角が大きいと、支持体上部と加工板との接触面積が大きくなり、支持体上部でレーザービームを切断しただけではスプラッシュ反射の確率が高くなる。一方、R角度が小さければ、薄い板を加工する場合、スプラッシュ反射の確率は低くなる。

(2)距離が小さく、傾きが小さい場合、レーザービームがさらに透過できるスペースは限られる。反射スペースが小さいほど反射力は大きくなり、その結果、切断腫瘍はプレートの反対側により強固に付着する。

図2 改善されたサポート

以上の検討に基づいて、私たちはマシンに装備されたカッティング・サポートを次のように改良した：

(1)R角度を小さくし、サポート上面からベース面までの距離を長くし、傾斜を大きくする。これにより、ワーク裏面へのスパッタや腫瘍が大幅に減少し、工具で優しく触れるだけで腫瘍が簡単に落下するようになる。

(2)切削加工中、プレート表面にオイルを塗布することで、切削飛沫の付着を軽減できることを発見。オイルがプレート表面に保護膜を形成し、スパッタがプレートに付着しにくくなる。

加えて、油膜はレーザービームをより効果的にガイドする。 ミラーステンレス.これは、平滑な板面に比べ、油膜がレーザービームを吸収しやすいため、ビームが透過しやすく、位置決めがしやすいからである。

そこで、発火点の高い金属圧延油を板の表裏面に均一に塗布するようにした。これにより、加工ワーク、特に裏面への飛散や腫瘍の堆積が以前より大幅に減少しました。

(3)切断パラメータの焦点位置の調整を繰り返した結果、技術者は、板を切断するのに最適なレーザーの焦点位置は、板厚の1/2よりわずかに小さいことを発見した。

しかし、プレートの変形や過剰な カッティングエアー 薄板が微振動したり、局所的に高いガス圧の影響を受けたりすると、切断品質が不安定になる。

しかし、板厚の2/3程度までピントを合わせると（変形や振動によるピントのズレを補正する）、同じ板厚・気圧条件でも微細なバリの発生を効果的に回避できる。

その結果、工作物の切断品質は大幅に向上した。

小穴の真円度問題

レーザー切断機を使用する場合、特に丸穴では、板厚の1～1.5倍に近い高品質の穴を開けるのは難しい。

について レーザー切断工程 にはパーフォレーション、リードイン、カッティングが含まれ、中間パラメータを変更する必要がある。その結果、移行時にタイムラグが生じ、完成品の丸穴が歪んでしまう。

この問題を克服するため、私たちはパーフォレーションとリードインの時間を最適化し、カッティング工程との整合性を高めました。これにより、パラメーターの顕著な変化がなくなり、より高品質な結果を得ることができます。

コーナーの真直度問題

レーザー加工では、従来の調整範囲外である薄板ワークの加工において、いくつかの重要なパラメータ（加速度、加速度、減速度、減速度、コーナー滞留時間など）が重要な役割を果たす。

を持つ薄板ワークピースの加工工程で 複雑な形状コーナーが頻繁にある。レーザービームは各コーナーで減速し、再び加速しなければなりません。これらのパラメータは、各ポイントでのレーザービームの一時停止時間を決定します。

(1)加速度が大きすぎたり、減速度が小さすぎたりすると、レーザ光がプレートの隅まで十分に入らず、透過不良やスクラップ率の上昇を招くことがある。

(2)加速値が低すぎ、減速値が高すぎると、レーザビームが板材のコーナー部を貫通するが、加速値が低いと、レーザビームが加減速交換点に長く滞留するため、連続レーザビームの影響を受けて板材が連続的に溶融・蒸発し、コーナー部に非直線が発生する。(切断品質に影響する他の従来の要因、例えば レーザー出力ガス圧、ワークの固定はここでは考慮しない）。

(3)薄い板材を加工する場合は、切断品質を損なわない範囲で切断力をできるだけ弱め、ワークの表面に明らかな色の違いや焼けが生じないようにすることを推奨する。

(4)切断ガス圧は最小にすべきであり、これによって強い空気圧下でのプレートの局所的な微小ジッターを大幅に減少させることができる。

上記の分析に基づき、適切な加速と減速にはどのような値を設定すべきでしょうか？また、両者の間には従うべき比例関係があるのでしょうか？

最適な値を決定するために、技術者は加速度と減速度を連続的に調整し、各切断片に印を付け、調整パラメータを記録する。サンプルの比較を繰り返し、パラメーターの変化を丹念に調べた結果、0.5～1.5mmのステンレス鋼を切断する場合、適切な加速値は0.7～1.4g、減速値は0.3～0.6gであることがわかった。加速度は減速度の約2倍が一般的である。

このルールは、以下にも適用される。 冷延板 しかし、同じような厚さのアルミニウム板の場合は、それに応じて値を調整する必要がある。

結論

切断品質に影響を与える要因にうまく対処することで、当社で加工されるステンレス鋼板製品の品質は、切断腫瘍の低減、切断精度の向上という点で大幅に改善されました。

現代の技術労働者として重要なのは、学習へのコミットメントを抱き、新しいソリューションを探求する勇気を持ち、「卓越した製造」の原則を堅持することである。このアプローチにより、高品質の製品を生産し、厳しい経済競争の中で成功を収めることができるのである。