雷射切割金屬材料的原理是利用雷射束照射到鋼板表面時釋放的能量來使金屬熔化並蒸發。對將不鏽鋼板材作為主構件的製造業而言,利用雷射切割不鏽鋼是快速、有效的加工方法。但是雷射切割機在切割不鏽鋼過程中總是會遇到些問題,造成切割質量不好,而影響金屬切割質量最重要的工藝是切割速度、雷射功率、氣壓等,所以解決不鏽鋼雷射切割的常見問題要從工藝方面下手,如果在加工過程中嚴格控制雷射切割機的工藝參數,就能保證工件的加工質量。本文將結合我公司客戶在實際生產中遇到的一些問題進行總結,分析原因並提出解決方案。
哪些因素會影響加工材料對雷射能量的吸收。
雷射加工材料時,物質會吸收雷射能量,由於物質材料的內部結構和組成不同,對雷射的吸收也不相同,雷射的波長、材料導電性、表面粗糙度和塗層等都會影響材料對雷射能量的吸收。
切割低碳鋼時出現非正常火花。
當低碳鋼被正常切割時,火焰束是長而平的,並且很少分裂。異常火花的出現會影響零件的切割斷面光潔度。
在這種情況下,如果其他參數正常,應考慮:
雷射頭噴嘴損耗嚴重,應及時更換。
未更換新噴嘴時,應增加工作氣體壓力。圖1為不同氣體壓力對切割的影響。
圖1 不同氣體壓力對切割的影響
如噴嘴與雷射頭接頭處螺釘鬆動,應立即暫停切割,檢查雷射頭連接狀態,重新擰緊螺釘。
雷射未完全切割透。
雷射頭噴嘴的選擇與加工板厚不匹配。
雷射切割線速度過快,需要操作控制減小線速度。
雷射切割加工不鏽鋼和覆鋁鋅板時,工件有毛刺產生。
首先考慮切割低碳鋼時出現毛刺的因素,但不可簡單地加快切割速度,因為增加速度有時會出現板材切割不穿的情況,此種情況在加工覆鋁鋅板時尤為突出。這時應綜合考慮工具機的其他因素加以解決,如噴嘴是否要更換,導軌運動不穩定等。
雷射對焦位置偏移據雷射對焦的偏移量進行調整。
雷射器輸出功率不夠。有必要檢查一下雷射發生器的工作是否正常。如果正常,觀察雷射控制按鈕的輸出值是否正確。
切割線速度過慢,操作控制時需提高切割線速度。
切割氣體純度不高,不能提供高質量的切割工作氣體。
工具機運行時間太長導致不穩定。此時,需要關閉並重新啟動。
如何選擇雷射切割加工中穿刺點。
通過雷射束的作用會在材料上形成一個凹坑,與此同時,產生的氣流會將材料形成一個孔,這就是我們所說的穿刺點。當在穿透鋼板的過程中,雷射束的切割速度會發生很大的變化,最終完成切割。
一般在設計零件對表面切割斷口沒有粗糙度要求時,可以在雷射切割編程時不做手動處理,讓控制軟體自動產生穿刺點。但是,當設計對所要加工的零件切割斷面有較高粗糙度要求時,就要注意到這個問題,通常需要在編雷射切割程序時對雷射束的啟始位置做手動調整,即人工對於穿刺點的控制。需要把雷射程序原來產生的穿刺點移到需要的合理位置,以達對加工零件表面精度的要求。
結束語
雷射切割技術的發展為我國製造行業注入了新的能量。文章通過分析雷射切割技術在生產製造過程中存在切不透、切割毛刺、不正常火花等情況,進行了分析並提出了常用的解決方案,並應用於日常的生產工作中,提高了生產班組的日常操作技能及產品切割質量,對班組整體產能的提升有極大的幫助,同時也給後續的生產工作提供了一定的借鑑。在今後的生產實際中,我們要合理利用,仔細鑽研,優化雷射切割技術,來提高工件的利用率,在保證質量的前提下降低成本。相信在廣大專家學者和製造業前輩們的共同努力下,經過長期的實踐探索,我們定能克服雷射切割的缺點,使我國的工業水平得到顯著提高。
——摘自《鈑金與製作》 2020年第10期