การวิเคราะห์กระบวนการของเครื่องตัดเลเซอร์ใยแก้วนำแสง

 

ข้อได้เปรียบหลักของไฟเบอร์เลเซอร์สำหรับตัดคือผลการตัดนั้นดีมาก พื้นผิวการตัดเรียบโดยไม่มีครีบ หลีกเลี่ยงความจำเป็นในการประมวลผลรอง และปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลอย่างมากความเร็วในการตัดที่รวดเร็วและระบบอัตโนมัติในระดับสูงยังช่วยให้ลูกค้าประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากอีกด้วย

หลักการตัด:

เลเซอร์ตัดโลหะคือการใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงที่มุ่งเน้นเพื่อฉายรังสีชิ้นงาน เพื่อให้วัสดุที่ฉายรังสีละลาย ระเหย ระเหย หรือถึงจุดติดไฟอย่างรวดเร็ว และในขณะเดียวกัน วัสดุที่หลอมเหลวจะถูกพัดพาออกไปด้วยความเร็วสูง การไหลของอากาศร่วมกับลำแสงเพื่อให้ชิ้นงานตัดเปิดการตัดด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในวิธีการตัดด้วยความร้อน

 

มีสาเหตุที่เป็นไปได้สามประการที่ส่งผลต่อกระบวนการตัด การตั้งค่าพารามิเตอร์ การตั้งค่าอุปกรณ์เสริมภายนอก และการช่วยเหลือด้วยแก๊ส

 

การตั้งค่าพารามิเตอร์

 

ความเร็ว: ถ้าความเร็วตัดเร็วเกินไป การเผาจะไม่สมบูรณ์และไม่สามารถตัดชิ้นงานได้ และถ้าความเร็วตัดช้าเกินไป จะทำให้เกิดการเผาไหม้มากเกินไป ความเร็วจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงตาม ผลกระทบของพื้นผิวการตัด

 

พลังงาน: พลังงานที่ใช้ในการตัดแผ่นเพลทที่มีความหนาต่างกันไม่เท่ากันเมื่อความหนาของแผ่นเพิ่มขึ้น พลังงานที่ต้องการก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

 

ระบบติดตามอัตโนมัติ: ก่อนตัดแผ่น การเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์แบบตั้งโต๊ะต้องใช้ระบบการสอบเทียบ มิฉะนั้น จะทำให้ผลการตัดไม่ดี(ค่าความจุของวัสดุโลหะต่างชนิดกันจะแตกต่างกัน แม้ว่าวัสดุชนิดเดียวกันจะมีความหนาเท่ากัน ค่าความจุจะต่างกัน) และทุกครั้งที่เปลี่ยนหัวฉีดและแหวนเซรามิก เครื่องจะต้องใช้ระบบการสอบเทียบ

 

โฟกัส: หลังจากที่เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์แผ่นโลหะเปิดตัว ลำแสงที่โฟกัสที่ปากหัวฉีดโดยการแพร่กระจายมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่แน่นอน และหัวฉีดที่เราใช้เมื่อตัดพื้นผิวสว่างมีขนาดค่อนข้างเล็กนอกจากปัจจัยภายนอกแล้ว หากโฟกัสของเราถูกปรับมากเกินไป จะทำให้เกิดจุดแสงกระทบกับหัวตัด ซึ่งจะทำให้เกิดความเสียหายโดยตรงกับหัวตัดและเปลี่ยนทิศทางการไหลของอากาศ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพการตัดการปรับโฟกัสมากเกินไปอาจทำให้หัวฉีดร้อน ส่งผลต่อการเหนี่ยวนำที่ตามมาและการตัดที่ไม่เสถียรดังนั้น เราควรกำจัดปัจจัยภายนอกก่อน แล้วจึงหาค่าโฟกัสสูงสุดที่ขนาดหัวฉีดสามารถทนได้ แล้วจึงปรับค่าดังกล่าว

 

ความสูงของหัวฉีด: การตัดพื้นผิวที่สว่างมีความต้องการสูงในด้านการแพร่กระจายของลำแสง ความบริสุทธิ์ของออกซิเจน และทิศทางการไหลของก๊าซ และความสูงของหัวฉีดจะส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงของทั้งสามจุดนี้ ดังนั้นเราจำเป็นต้องปรับความสูงของหัวฉีดให้เหมาะสมเมื่อทำการตัดด้วยกำลังสูงยิ่งความสูงของหัวฉีดต่ำลงเท่าใด ก็ยิ่งเข้าใกล้พื้นผิวแผ่นมากขึ้นเท่านั้น คุณภาพการแพร่กระจายของลำแสงก็จะยิ่งสูงขึ้น ความบริสุทธิ์ของออกซิเจนก็จะยิ่งสูงขึ้น และทิศทางการไหลของก๊าซก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นดังนั้นยิ่งความสูงของหัวฉีดต่ำลงในระหว่างกระบวนการตัดโดยไม่ส่งผลต่อการเหนี่ยวนำ ก็ยิ่งดีเท่านั้น

 

การตั้งค่าอุปกรณ์เสริมภายนอก

เส้นทางออปติคอล: เมื่อเลเซอร์ไม่ได้ถูกปล่อยออกมาจากศูนย์กลางของหัวฉีดเพื่อตัดแผ่น ขอบของพื้นผิวการตัดจะมีผลการตัดที่ดีและผลที่ไม่ดี

วัสดุ: แผ่นที่มีพื้นผิวสะอาดตัดได้ดีกว่าแผ่นที่มีพื้นผิวสกปรก

ใยแก้วนำแสง: การลดทอนกำลังของใยแก้วนำแสงและความเสียหายของเลนส์หัวใยแก้วนำแสงจะทำให้ผลการตัดไม่ดี

เลนส์: หัวตัดของเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์มีเลนส์อยู่ 2 ประเภท ประเภทหนึ่งคือเลนส์ป้องกันซึ่งทำหน้าที่ปกป้องเลนส์โฟกัสและจำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยๆ และอีกประเภทคือเลนส์โฟกัสซึ่งจำเป็นต้องทำความสะอาดหรือเปลี่ยนหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน มิฉะนั้น ผลการตัดจะลดลง

หัวฉีด: หัวฉีดชั้นเดียวใช้สำหรับการตัดแบบหลอม กล่าวคือ ใช้ไนโตรเจนหรืออากาศเป็นก๊าซเสริม สำหรับการตัดเหล็กกล้าไร้สนิม แผ่นอะลูมิเนียม และวัสดุอื่นๆหัวฉีดสองชั้นใช้การตัดแบบออกซิเดชั่น กล่าวคือ ใช้ออกซิเจนหรืออากาศเป็นก๊าซเสริม ซึ่งสามารถเร่งกระบวนการออกซิเดชั่นและใช้สำหรับตัดเหล็กกล้าคาร์บอนและวัสดุอื่นๆ

 

ช่วยแก๊ส

 

ออกซิเจน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและวัสดุอื่นๆยิ่งแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนมีความหนาน้อยเท่าใด พื้นผิวของการตัดก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แต่ไม่สามารถปรับปรุงความเร็วในการตัดและส่งผลต่อประสิทธิภาพได้ยิ่งความดันอากาศสูง รอยตัดก็จะยิ่งมากขึ้น รูปแบบการตัดก็จะยิ่งแย่ลง และรอยไหม้ที่มุมก็จะยิ่งง่ายขึ้น ส่งผลให้ผลการตัดไม่ดี

ไนโตรเจน: ใช้เป็นหลักสำหรับวัสดุต่างๆ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมและแผ่นอะลูมิเนียมยิ่งความดันอากาศสูงเท่าไร พื้นผิวการตัดก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้นเมื่อความกดอากาศเกินค่าความกดอากาศที่ต้องการจะเป็นการสูญเปล่า

อากาศ: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนบาง เหล็กกล้าไร้สนิม และแผ่นอะลูมิเนียม และวัสดุอื่นๆยิ่งตัวอื่นมีขนาดใหญ่เท่าใด เอฟเฟกต์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้นเมื่อความกดอากาศเกินค่าความกดอากาศที่ต้องการจะเป็นการสูญเปล่า

ปัญหาใดๆ ข้างต้นจะทำให้ผลการตัดไม่ดีดังนั้นโปรดตรวจสอบปัจจัยข้างต้นทั้งหมดก่อนตัดแผ่น และดำเนินการทดลองตัดเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีปัญหาในการตัดอย่างเป็นทางการและประหยัดค่าใช้จ่าย