Дефекты при лазерной резке металла: причины появления
Преобразование металла, которое происходит в ходе механической обработки, резки лазером, на этапе изготовления деталей, нередко сопровождается технологическим браком.
Появившиеся недостатки ухудшают внешний вид металлоизделий, осложняют эксплуатацию, способствуют сбоям в работе механизмов и приборов. В статье рассмотрим основные виды, причины дефектов лазерной резки металла.
Понятие брака при лазерной резке
Дефекты лазерной резки подразумевают, что у заготовки меняются свойства, размеры, в результате чего это отражается на физических характеристиках, ухудшает вид детали.
Браком считают следующее: наросты, наплывы, окалину, заусенцы, термозакалку, грат, борозды и вихри, различные повреждения. Охарактеризуем некоторые из них далее.
Заусенцы
Наиболее часто встречающийся дефект, который проявляется шероховатостью металла и образованием задир на краях изделия.
Такой вид брака существенно нарушает эстетику обработанной детали, предполагает дополнительные трудозатраты и расходы электроэнергии, поскольку устраняется с помощью шлифования либо фрезерования.
Заусенцы появляются, если резку проводили на неподходящей скорости, неверно подобрали фокусное расстояние, а у вспомогательного газа было недостаточное давление.
Термозакалка граней
Воздействие на металл лучом лазера связано с влиянием высокого температурного режима. В результате кромки становятся чрезмерно твердыми, поскольку быстро охлаждаются.
Термозакалка снижает податливость заготовки к последующей обработке, ухудшает физические характеристики материала. Увеличенная твердость, в свою очередь, негативно сказывается на пластичности.
Чтобы исключить этот дефект лазерной резки, следует предельно точно настроить мощностные характеристики оборудования. Для этого нужно разбираться в температурных значениях обрабатываемого материала, при которых происходит его плавление, кристаллизация.
Грат
Образуется, когда капли расплавленного металла застывают на кромках заготовки. Возникновение брака связано с неправильно выбранной скоростью перемещения головки лазера.
Избежать дефекта удается, если минимизировать скорость, раскраивая определенные виды материалов, особенно алюминий и его сплавы.
Если же грат уже образовался, то его удаляют либо с помощью зачистки вручную, практикуя шлифование, либо же в ходе обработки на специализированном оборудовании, которое демонстрирует более высокую эффективность.
Неточная ширина реза
Корректная ширина реза – важная характеристика на высокоточном производстве, в то время как в других случаях этот показатель не имеет решающего значения (например, когда обрабатываемый материал будут доставлять на очередной этап преобразования).
Неточный раскрой металла свидетельствует о невысоком квалификационном уровне оператора, а также низкокачественном функционировании лазерного станка.
Борозды и вихри
Возникают, если контакт газовой струи с металлической поверхностью нарушается. Основная причина подобного брака – разрегулировка станка, которая вызвана неисправностью механизмов или же некорректной настройкой программных параметров (когда идет речь об оснащении станочного оборудования ЧПУ).
В процессе обработки металла важно отслеживать давление газа: если наблюдаются скачки либо колебания этого параметра, нужно проверить редуктор.
Другие виды дефектов
Вышеупомянутые виды брака относятся к наиболее распространенным. Но выделяют и другие дефекты: прожоги, кратеры, гребешки, ребристость и раковины на поверхности.
Появляются они, когда со сплавом работают, не ориентируясь на его характеристики. Например, прожоги чаще появляются на алюминии, когда оператор не учитывает температуру плавления металла, выставляя некорректную скорость резки либо мощность.
Основные причины дефектов лазерной резки металла
Брак при лазерной резке возникает из-за следующих ошибок:
- Неверная юстировка. Когда расположение зеркал настроено некорректно. В результате снижается мощность, искажается макет, луч раздваивается, нарушается прожигающая способность. Характерным признаком этой ошибки будет возникновение чрезмерно темного либо слишком толстого реза. Как только в процессе обработки обнаружено что-либо подобное, следует сразу же скорректировать юстировку.
- Система охлаждения не используется. Если трубка перегревается, возникают мельчайшие трещинки, станок утрачивает необходимые показатели мощности. В результате оборудование понадобится ремонтировать.
- Неверный выбор фокусного расстояния. Если настроить этот параметр неправильно, снизится мощность, в результате чего возникнут разные виды брака. Например, нечеткий рисунок, косой торец. Чтобы выполнить настройку, нужно поднять и опустить сопла.
- Работа без компрессора. Он необходим для отведения продуктов горения, исключает перегрев линзы. Если ее не охлаждать, она лопнет. Компрессорная установка понадобится и для снижения расходов на обработку материала.
- Сила тока лазерной трубки настроена неправильно. В результате электровыводы упомянутого элемента перегреваются, существенно снижаются мощностные характеристики. В результате понадобится замена лазерной трубки. Также эта ошибка препятствует использованию ресурса мощности трубки, потому настройку важно проводить, следуя рекомендациям производителя оборудования.