Lazer Kesim Prosesi - Paslanmaz Çelik Malzeme (Çapak Kusurlarının Giderilmesi)
Paslanmaz Çelik Kesimde Çapak Kusurlarını Giderme Yöntemleri
1.1 Paslanmaz Çeliğin Oksijensiz Kesiminin Özellikleri
Olay
Paslanmaz çelik kesmede genellikle yardımcı gaz olarak oksijen, nitrojen veya hava kullanılır. Gaz seçimi spesifik işleme uygulamasına bağlıdır. Bu gazlar arasında oksijen en düşük tüketim oranına sahipken, nitrojen ve hava nispeten daha fazla tüketiyor. Kesme hızı söz konusu olduğunda, hava veya nitrojen daha hızlı kesmeye neden olurken, oksijen daha yavaş bir işleme yol açar. Kesme yüzeyindeki oksidasyon derecesi nitrojen, hava ve oksijen sırasıyla artar ve buna bağlı olarak oksit tabakasını kaldırma yükü de artar.
Prensip
(1) Kesme Hızı
Şekil 4.1-1, SUS304 malzemesini 3 kW gücünde bir lazerle keserken plaka kalınlığı ile kesme hızı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Kalınlık 3 mm'nin altında olduğunda, kesme için oksijen kullanılması oksidasyon reaksiyonunun daha yüksek hızlara ulaşmasını sağlar. Ancak kalınlık 3 mm'yi aştığında, nitrojenle kesim sırasında erimiş metalin akışkanlığı daha iyi olur ve bu da oksijensiz kesimin daha hızlı olmasını sağlar. Havayla kesme, nitrojene benzer bir kesme hızı elde edebilir, ancak yüzey pürüzlülüğü ve cüruf bağlantısı, nitrojenle kesmeye kıyasla işleme kalitesini önemli ölçüde düşürür.
(2) Kesici Kenarın Yüzey İşlemi
Kesici kenardaki yüzey katmanının sertliği, kesme için oksijen mi yoksa nitrojen mi kullanıldığına bağlı olarak önemli ölçüde değişecektir (Şekil 4.1-2'de gösterildiği gibi). Oksitlenmiş kesme yüzeyi, ana malzemenin yaklaşık iki katı sertliğe sahipken, oksijensiz kesme yüzeyi daha düşük sertliğe ve daha pürüzsüz bir yüzeye sahip olup, daha sonraki taşlama ve cilalama işlemlerini nispeten kolaylaştırır. Oksijenle işlenen kesme yüzeyi inatçı bir oksit tabakası oluşturma eğilimindedir ve bu da sonraki işlem adımlarının yükünü artırır.
(3) Kesici Kenarın Korozyon Direnci
Şekil 4.1-3, farklı türde yardımcı gazlar kullanılarak lazerle kesilmiş SUS304 malzemesi üzerinde tuz püskürtme korozyon direnci testinin sonuçlarını göstermektedir. Oksijen ve hava ile işlenen kesici kenarlarda pas belirtileri görülürken nitrojenle işlenen oksijensiz kesici kenar paslanmadı. Kesme sırasında kullanılan yardımcı gazın türü, kesici kenarın korozyon direnci üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
(4) Kesici Kenarın Kaynak Kalitesi
Lazer kesimden sonra kesici kenarı kaynaklarken, eğer kenar oksitlenmişse, kaynak dikişinde gözenekler oluşabilir ve bu da kaynak mukavemetinin azalmasına yol açabilir. Ancak kesici kenar oksitlenmezse kaliteli bir kaynak yapılabilir.
1.2 Paslanmaz Çelik Kesimde Bıyık Benzeri Çapakların Neden Olduğu Kusurları Giderme Yöntemleri
Olay:
Paslanmaz çeliğin delme işlemi sırasında lazer ışını metale çarptığı anda metal erimeye başlar. Şekil 4.2-1'de gösterildiği gibi erimiş malzeme, küçük deliğin etrafına sıçrayarak ve bıyık benzeri çapak oluşturarak malzemenin yüzeyine atılır. Bu çapaklar kesme yüzeyinde çiziklere neden olabilir ve aynı zamanda kapasitif sensörün profil oluşturma hareketini de etkileyebilir.
Neden
Yardımcı gaz olarak oksijen kullanıldığında, erimiş metal delme işlemi sırasında oksitlenerek bıyık benzeri çıkıntıların oluşmasını önler ve paslanmaz çelik yüzeye yapışmasını azaltır. Bununla birlikte, yardımcı gaz olarak nitrojen kullanıldığında erimiş metal oksitlenmez ve bu da daha düşük viskoziteye neden olur. Bu, erimiş metalin bıyık benzeri formlara esnemesine ve malzemenin yüzeyine güçlü bir şekilde yapışmasına ve küçük deliklerin etrafında birikmeye yol açmasına olanak tanır.
Çözümler
Erimiş metalin sıçramasını ve yapışmasını önlemek için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir: (a) oluşan miktarı azaltmak; (b) yapışmayı önlemek; (c) yapışma meydana geldikten sonra çıkarın (Şekil 4.2-2'de gösterildiği gibi).
(1) Erimiş Metal Miktarının Azaltılması
① Delme Koşullarını Ayarlayın: Bireysel darbelerin çıkış gücünü düşürürken frekansı artırmak, üretilen erimiş metal miktarını etkili bir şekilde azaltabilir. Şekil 4.2-3, 200Hz ve 1500Hz frekanslarda işlemenin sonuçlarını göstermektedir. Bu işleme koşullarının kullanılmasının aynı zamanda ısı girdisini de artıracağını ve kalın levhaları kesmek için uygunsuz hale getireceğini unutmamak önemlidir.
② Erimiş Metali Dağıtmak için Yardımcı Gaz veya Yan Üfleme Kullanımı
Delme deliğinden çıkan erimiş metalin yardımcı gaz veya yandan üfleme kullanılarak uzaklaştırılması yapışmayı azaltabilir. Şekil 4.2-4, 0,05 MPa ve 0,7 MPa basınçlarda yardımcı gazla işlemenin sonuçlarını göstermektedir. Yüksek basınçlı gaz kullanımının yüzeye daha az cüruf yapışmasına neden olduğu gözlemlenebilir.
(2) Yapışmanın Önlenmesi
Malzemenin yüzeyine koruyucu bir kaplama uygulamak aynı zamanda erimiş metalin yapışmasını önlemeye de yardımcı olabilir. Koruyucu bir kaplama uygulandığında, delme sırasında oluşan erimiş metal, doğrudan malzemenin yüzeyine yapışmak yerine kaplama üzerinde birikmektedir. Koruyucu kaplama, bir cüruf önleme maddesi veya sonraki işlemlerde çıkarılması kolay bir yüzey aktif madde olabilir (Şekil 4.2-5'te gösterildiği gibi).
(3) Kaldırma
Çapakları gidermek için iki yöntem vardır: Bir yöntem, deliğin yakınında çok küçük dairesel delikler açmaktır; Dairesel delik kesilirken erimiş metal de uzaklaştırılır. Diğer yöntem ise, biriken malzemeyi yeniden eritmek ve gazla birlikte uzaklaştırmak için delme işleminden sonra odak noktasını yukarı doğru hareket ettirmektir (bkz. Şekil 4.2-2(3)).
1.3 Kalın Plakalarda Delme Sonrası İşleme Kusurlarını Çözme Yöntemleri
[Olay]
Şekil 4.3-1'de gösterildiği gibi, kalın paslanmaz çelik levhaların oksijensiz kesilmesinde, delme sırasında oluşan erimiş metal, delme deliğinin üzerinde birikecek ve işleme kafası üzerinden geçtiğinde işleme kalitesinin düşmesine yol açacaktır. Delme sırasında kullanılan yardımcı gazın oksijene çevrilmesi erimiş metal birikimini azaltabilir. Ancak delme sırasında oksijen kullanıldığında, bir sonraki kesme adımına geçmeden önce yardımcı gaz hattında kalan oksijenin tamamen çıkarılmasını sağlamak önemlidir. Aksi halde kalan oksijen nitrojenle karışarak kesme yüzeyinde oksidasyona neden olabilir.
[Neden]
(1) Birikimin Etkisi
Şekil 4.3-2'de gösterildiği gibi, birikimin işleme üzerindeki etkisi, lazer yansımasına neden olma ve kesme sırasında yardımcı hava akışını bozma eğilimini içerir. Oksijensiz kesmede, delme sırasında odak noktasının Z=0'a yakın ayarlanması ve ardından kesme sırasında Z=-T'ye (burada T, iş parçasının kalınlığıdır) kaydırılması yaygındır. Ancak bu yaklaşım, kesme sırasında malzeme yüzeyine düşen lazerin enerji yoğunluğunu azaltarak işleme kalitesinin düşmesine neden olabilir.
(2) Gaz Anahtarlamanın Etkisi
Oksijen ve nitrojen arasında geçiş yaparken boru hattındaki kalan gazın verimli ve tamamen uzaklaştırılması çok önemlidir. Ne kadar çok delik açılırsa, gaz değişimi o kadar sıklaşır ve kalan gazın temizlenmesi için gereken süre de o kadar uzun olur.
[Çözüm]
(1) Birikimin Etkisinin Ele Alınması
Şekil 4.3-3'te gösterildiği gibi, erimiş metal birikiminin mevcut olduğu ilk kesme kısmı için yüksek lazer enerjisi yoğunluğu koşullarını kullanın. Özellikle kesme sırasında delme sırasındakiyle aynı yüksek enerji yoğunluğunu ve odak noktası konumunu (Z=0) kullanın. Biriken malzemenin içinden geçtikten sonra odak noktasını Z=-T'ye (burada T, iş parçasının kalınlığıdır) kaydırın. Odak noktası Z=0 olacak şekilde kesim yaparken çentik genişliği daralacak ve iş parçasının arkasındaki çapak miktarı artacaktır. Bu nedenle perforasyon hattı (kesimin başladığı hat segmenti) parçadan uzağa ayarlanmalıdır. Diğer işleme parametreleri de yüksek güç ve düşük hız koşullarına ayarlanmalıdır. Bu ayarların amacı birikim kısmının stabil işlenmesini sağlamaktır.
(2) Gaz Değiştirme Süresinin Azaltılması
Şekil 4.3-3'te gösterildiği gibi, öncelikle tüm delme işlemlerini oksijen kullanarak tamamlayın. Daha sonra işlemin başlangıç noktasına dönün, yardımcı gazı nitrojene çevirin ve kesme işlemine başlamadan önce kalan oksijeni iyice temizleyin. Bu yöntemin kullanılmasıyla gazın yalnızca bir kez değiştirilmesi gerekir, bu da gaz hatlarından kalan oksijenin temizlenmesi için gereken zamandan tasarruf sağlar (bkz. Şekil 4.3-4).
1.4 İnce Plakaları Hava veya Azotla Keserken Keskin Köşelerdeki Çapakları Azaltma Yöntemleri
[Olay]
Paslanmaz çelik kesmede, yardımcı gaz olarak hava veya nitrojen kullanıldığında, Şekil 4.4-1'de gösterildiği gibi malzemenin arkasında keskin köşelerde veya işleme şeklinin sonunda çapaklar görünecektir.
[Neden]
İşleme makinesi veya kafası NC (sayısal kontrol) ayarlanan hızına göre hareket eder ancak keskin köşelerde veya işleme şeklinin sonunda makinenin özelliklerine bağlı olarak işlem hızı yavaşlar. Tipik olarak işleme makinesinin lazer gücü ayarı sabit kalır. Sonuç olarak, işleme hızı düştüğünde, lazer gücü ve hız arasındaki denge bozulur (aşırı güç çıkışıyla birlikte), bu da çapak oluşumuna yol açar (bkz. Şekil 4.4-2).
[Çözümler]
(1) Genel İşleme Koşulları
İşleme yolu boyunca maksimum ve minimum kesme hızları arasındaki farkı en aza indirmek için maksimum kesme hızını mümkün olduğunca düşük ayarlayın. Maksimum veya minimum kesme hızlarında, çıkış gücünü daha az çapak üreten koşullara ayarlayın. Bu yöntemin dezavantajı ortalama hızın azalması ve bunun sonucunda genel işlem süresinin uzamasıdır.
(2) Yörüngeyi Değiştirin
Keskin köşelerde veya işleme yolunun sonunda kesme hızının azalmasını önlemek için bir taşma yörüngesi tasarlayın. Örneğin keskin köşelerde dairesel bir ilerleme programlayın. Yörünge dairesel bir ilerlemeye maruz kaldığında, geçiş noktalarında kademeli olarak değişir ve kesme hızındaki ani düşüşlerin önüne geçilir. Dahili delik işlemenin sonunda dairesel bir ilerleme programının kullanılması, kesme hızını düşürmeden dahili delikleri de kesebilir. Ancak keskin köşelerin yakınında ürün varsa veya köşenin hem içi hem de dışı ürün ise bu yöntem kullanılamaz.
(3) NC Kontrolü
Bu sorunları çözmek için ilgili kontrol fonksiyonları geliştirilmiştir. Bu, işleme makinesi tarafından kesme hızının gerçek zamanlı olarak algılanmasını içerir ve lazer çıkış gücünün kesme hızı değişikliklerine uyacak şekilde otomatik olarak ayarlanmasına olanak tanır.
Şekil 4.4-3'te gösterildiği gibi keskin köşelerde kesme hızı yavaşladığında lazer çıkış gücü de buna bağlı olarak azalır. Aynı ayar, kesme hızı yavaşladıkça çıkış gücünün otomatik olarak azaldığı işleme yolunun sonunda da geçerlidir.
1.5 Kalın Paslanmaz Çelik Plakaların Azotla Kesiminde Çapakları Giderme Yöntemleri
[Olay]
Erimiş metal çentikten verimli bir şekilde dışarı atılmazsa iş parçasının arkasına yapışacak ve çapak oluşturacaktır. Kullanılan malzeme yeniyse ve önceden iyi kesilmişse ancak şimdi sorunlar ortaya çıkıyorsa sorun, ayarlanması gereken uygun olmayan işleme koşullarından kaynaklanıyor olabilir.
[Neden]
Erimiş metalin çentikten düzgün bir şekilde atılması, erimiş metali aşağı doğru itecek uygun yardımcı gaz basıncının yanı sıra çentik şekline ve erimiş metal akışının sürekliliğine bağlıdır. Şekil 4.5-1'de gösterildiği gibi çapak oluşumunun ana nedenleri şunları içerir:
- Kerf Genişliğinde Sapma : Kerf genişliği başlangıçtaki optimum değerden saparak daha dar veya daha geniş hale gelir.
- İşleme Şeklinin Etkisi : İşlenen şekil, erimiş metal akışının sürekliliğini etkiler.
[Çözümler]
(1) Kerfin Ayarlanması
Paslanmaz çeliğin nitrojenle kesilmesi, lazerin erime kapasitesini arttırmak ve çentik genişliğini arttırmak için odak noktasının malzemenin içine (Z<0) ayarlanması gerektiği açısından karbon çeliği kesiminden farklıdır. Odak noktası en iyi şekilde ayarlanmazsa, erimiş metalin çentik içindeki akışı olumsuz etkilenebilir. Odak noktası çok sığ olduğunda çapakların keskin olma eğilimi vardır, daha derin bir odak noktası ise top şeklinde çapakların oluşmasına neden olur. Optimum konumu bulmak için çapakların şekline göre odak noktasını ayarlayın.
İşleme sırasında çapakların giderek artması ve çentik genişliğinin değişmesi halinde bunun nedeni, optik elemanların lazer tarafından ısıtılması ve termal mercekleme etkisine yol açması olabilir. Bu gibi durumlarda merceği veya PR aynasını temizleyin.
(2) İşleme Şeklinin Etkisi
Lazer keskin köşeyi geçtikten sonra yardımcı hava akışı kararsız hale geldiğinde veya kesme hızındaki ani değişiklikler nedeniyle güç ve hız arasındaki denge bozulduğunda çapakların oluşması muhtemeldir. Bu sorunu çözmek için işleme koşullarında işleme hızı ayarını düşürün (bkz. Şekil 4.5-2). Keskin köşenin açısı ne kadar küçük olursa, düşük hız ayarları o kadar etkili olur. Ek olarak, düşük hızdan yüksek hız koşullarına geçiş yaparken hız geçişini adım adım bir süreç olarak ayarlayın.
Biz Qiaolian lazer teknolojisi co.ltd, lazer kesim makinelerinin profesyonel bir üreticisidir.Ürünlerimiz şunları içerir: tek masa lazer kesim makinesi,lazer kesim makinası değişimi, levha ve tüp lazer kesim makinesi, profesyonel tüp lazer kesim makinesi, geniş formatlı portal lazer kesim makinesi vb. Lazer gücü: 6kw/12kw/15kw/20kw/30kw/40kw/60kw/80kw/100kw vb.
Ürünlerimiz Amerika Birleşik Devletleri, Meksika, Almanya, Macaristan, Polonya, Rusya, Kazakistan, İspanya, Hindistan, Güney Kore, Malezya, Singapur, Endonezya, Tayvan ve diğer ülke ve bölgelere ihraç edilmektedir.
Şimdi ücretsiz fiyat teklifi almak için lütfen benimle iletişime geçin.
