С постоянным развитием технологий автомобильная промышленность предъявляет все более высокие требования к качеству продукции. Станки для лазерной резки, обладающие такими преимуществами, как высокая скорость резки, высокая точность, узкий пропил и широкий диапазон резки, широко используются в обработке автомобильных деталей
По мере развития технологий в автомобильной промышленности растут требования к качеству продукции. Станки для лазерной резки, обладающие такими характеристиками, как высокая скорость резки, высокая точность, узкий пропил и широкий диапазон резки, широко используются в обработке автомобильных деталей. В этой статье представлены основные факторы, влияющие на качество лазерной резки, и методы их контроля.
При лазерной резке энергия лазерного луча используется для термической резки материалов, а расплавленный металл выдувается с помощью вспомогательного газа, образуя пропил. Во время лазерной резки лазер служит источником света, луч направляется через зеркала и фокусируется линзами. Сфокусированный луч направляется на материал с высокой плотностью мощности. Материал поглощает световую энергию и преобразует ее в тепло, заставляя плавиться и испаряться. Лазерный луч проникает в материал, и достигается непрерывное пропиливание, поскольку луч движется с постоянной скоростью.
На качество лазерной резки влияет множество факторов. В этой статье рассматривается влияние сырья, программирования, контроля параметров во время процесса и внешней температуры на качество резки на основе практического опыта работы.
Сырье
Состояние сырья напрямую влияет на качество лазерной резки, поскольку состояние поверхности влияет на поглощение лазерного луча. Шероховатость поверхности и слои окисления могут значительно изменить показатели поглощения на поверхности. Сильно ржавое или маслянистое сырье не только снижает скорость резки, но и может стать причиной образования отверстий или неполного реза, что приведет к неровной или слишком бугристой поверхности реза. Поэтому перед лазерной резкой поверхность материала должна быть очищена от значительной ржавчины или масляных пятен. Сильно заржавевшие или замасленные детали следует вернуть поставщику или отправить на хранение; слегка заржавевшие или замасленные детали могут быть отполированы или очищены оператором.
Программирование
Оптимизированные траектории резки могут повысить скорость резки и обеспечить качество продукции. Программы лазерной резки создаются с помощью специализированного программного обеспечения, такого как PM-300 и PM-200, причем последнее обычно используется на нашем предприятии. Из-за ограничений, накладываемых на программное обеспечение для автоматического программирования конструкцией станка и формой деталей, созданные программы резки могут иметь недостатки. Например, детали, которые пересекают диапазон перемещения шпинделя станка, могут иметь заметные следы пропилов или чрезмерные припуски в местах соединения, что ухудшает внешний вид деталей.
Чтобы решить эту проблему, технические специалисты должны настроить параметры программного обеспечения, оптимизируя параметры станка и подпрограмм на основе конкретных характеристик деталей. Это обеспечивает оптимальную траекторию резания, позволяет избежать наложения пропилов при кратных шпинделях и улучшает внешний вид изделия.
Положение фокусной точки
Положение фокусной точки напрямую влияет на состояние поперечного сечения среза. В зависимости от материала оно может быть установлено на нулевое фокусное расстояние, отрицательное фокусное расстояние или положительное фокусное расстояние. Оптимальное расположение минимизирует ширину пропила и максимизирует эффективность. Как правило, фокусная точка должна находиться на поверхности или немного ниже ее. Для толстых пластин (например, 5-8 мм) используется положительное фокусное расстояние (см. Рисунок 1), при котором фокусная точка находится примерно на 1,5 мм выше поверхности заготовки.
Режущее сопло
Режущее сопло предотвращает загрязнение фокусирующей линзы расплавленным мусором и контролирует поток газа для качественного реза. Расстояние между соплом и заготовкой влияет на сцепление газового потока с пропилом. Слишком близкое расстояние увеличивает противодавление, негативно влияя на качество резки, а слишком далекое приводит к потере энергии. Оптимальное расстояние составляет 1-2 мм. Современные системы используют емкостные датчики для поддержания заданной высоты. Деформация или загрязнение сопла влияет на коаксиальное выравнивание с лазерным лучом, снижая качество резки, особенно для толстых листов.
Скорость резки
Скорость резки обратно пропорциональна плотности и толщине материала. Правильная скорость обеспечивает ровные линии пропила и чистое поперечное сечение без излишних расплавленных остатков. Слишком высокая скорость приводит к неполному срезу, неровному сечению и избытку шлака (см. Рисунок 3). Слишком медленная скорость приводит к широким пропилам, оплавлению или пережогу под острыми углами. Наблюдение за характером искр во время резки помогает оценить скорость: равномерно распределяющиеся искры указывают на правильную скорость, в то время как наклонные искры указывают на избыточную скорость, а сгруппированные искры — на недостаточную скорость.
Вспомогательный газ
Вспомогательный газ помогает выдувать расплавленные остатки из пропила. Тип газа зависит от материала, например, кислород для углеродистой стали, воздух для неметаллов и азот для нержавеющей стали. Высокочистый газ обеспечивает лучшее качество, в нашем производстве используется газ чистотой 99,996%. Однако неправильное давление газа может привести к ухудшению качества, например, к неровным пропилам или неполным срезам.
Мощность лазера
Мощность лазера имеет решающее значение длякачество резки. Соответствующая мощность приводит к гладким поверхностям без шлака. Недостаточная мощность вызывает неполный рез или избыток шлака, а чрезмерная мощность приводит к расплавлению
Внешняя температура
Внешняя температура влияет на качество резки, особенно летом. Высокая температура окружающей среды (32-33°C) снижает эффективность охлаждения, что приводит к снижению энергоотдачи. Обеспечение надлежащего охлаждения и вентиляции зеркал, лазеров и компрессоров смягчает эти проблемы. На нашем предприятии была добавлена система холодного осушения для работы в летний период.
Заключение
Чтобы обеспечить качество резки, необходимо использовать квалифицированные материалы, оптимизированные траектории резки и соответствующие параметры. По мере развития лазерных технологий их применение в автомобильной и обрабатывающей промышленности будет расширяться.
