استكشاف أخطاء نتوءات القطع بالليزر وإصلاحها: لماذا لم تتغير الإعدادات، لكن الجودة تنخفض

لمجموعة من الأجزاء المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 3 مم والتي تتم معالجتها وفقًا للمعاييرآلة قطع الألياف المعدنية بالليزر، كانت الحواف المقطوعة ناعمة في الصباح. ومع ذلك، في فترة ما بعد الظهر، لاحظ العمال أنه على الرغم من الحفاظ على إعدادات برنامج العملية والسرعة والطاقة وضغط الغاز دون تغيير، بدأت حلقة من نتوءات صلبة تتشكل على الحواف السفلية للأجزاء.

رد الفعل الأولي الأكثر شيوعًا في-الموقع هو زيادة الطاقة وخفض سرعة القطع. في حين يبدو أن هذا يساعد قليلاً في البداية، إلا أنه بعد قطع بضع عشرات من الأوراق، تعود النتوءات مصحوبة باصفرار على طول حافة القطع وتفاقم تراكم الخبث.

تكمن الصعوبة الحقيقية في هذا النوع من المشكلات في حقيقة أنلا تعني المعلمات غير المتغيرة على الشاشة أن الطاقة الفعلية وتدفق الهواء الذي يتم تسليمه إلى الشق يظلان دون تغيير.القطع بالليزر هي عملية مكتملة بالاشتراك مع ظروف البصريات والغاز والمواد والحركة. يمكن أن يؤدي الانحراف البطيء في أي عامل منفرد إلى جعل المعلمات المناسبة مسبقًا غير فعالة تمامًا.

يقوم شعاع الليزر بتسخين المادة الموضعية حتى تذوب أو تتبخر. يدخل الغاز المساعد بعد ذلك إلى الشق بسرعة عالية من خلال الفوهة، مما يؤدي إلى نفخ المعدن المنصهر إلى الأسفل وإلى الخارج. في الحالة المثالية، تتوافق سرعة الذوبان مع قدرة إخلاء الخبث، مما يترك فقط مخلفات خفيفة جدًا في القاع-مما يلغي في بعض الأحيان الحاجة إلى إزالة الأزيز الثانوية تمامًا.

بمجرد عدم إخلاء المعدن المنصهر في الوقت المناسب من أسفل الشق، فإنه يبرد ويلتصق بالحواف، مكونًا نتوءات. لذلك، عند تشخيص نتوءات، ليس من الضروري أن نسأل فقط"هل القوة عالية بما فيه الكفاية؟"بدلًا من ذلك، اطرح ثلاثة أسئلة في وقت واحد: هل المادة تذوب بشكل ثابت؟ هل يبقى الشق واضحا ودون عائق؟ هل يؤدي تدفق الهواء بالفعل إلى نفخ المادة المنصهرة إلى الخارج؟

• نتوءات دقيقة وموحدة ومستمرةغالبًا ما تكون مرتبطة بالانحرافات في موضع التركيز أو سرعة القطع أو سعة تدفق الغاز.
• نتوءات تظهر فقط في اتجاه معين أو منطقة محليةاقتراح عدم محاذاة الفوهة (خارج-المحور المركزي)، أو تزييف الورقة، أو تقلبات مسافة المواجهة لرأس القطع.
• نتوءات غير منتظمة أو متقلبةيعني أنه يجب عليك التحقق مما إذا كان ضغط مصدر الغاز ومعدل التدفق مستقرين.

تحليل مورفولوجيا لدغ أولاً قبل لمس المعلمات-وهذا عادة ما يوفر مواد أكثر بكثير من التجارب المتكررة-و-تخفيضات الأخطاء.

تجدر الإشارة إلى أن النتوءات المتكونة عبر مواد مختلفة، وسمك الصفائح، والغازات المساعدة ليست متطابقة. لا يمكنك تطبيق "مخطط مرجعي لدغ" عام واحد بشكل صارم. على سبيل المثال، قد تبدو المخلفات الصلبة الناتجة عن قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بمساعدة النيتروجين-ومخلفات الأكسيد الناتجة عن قطع الفولاذ الكربوني بمساعدة الأكسجين-متشابهة، إلا أن التفاعلات الحرارية الأساسية والتعديلات المطلوبة يمكن أن تكون مختلفة تمامًا. تأكد دائمًا من المادة وسمك الورقة ونوع الغاز وإعدادات العملية الأصلية أولاً.

النهج الأكثر عملية هوالاحتفاظ بجزء عينة مؤهل وسجل العملية الكامل عندما تكون الآلة في حالة عمل جيدة.عند حدوث مشكلة، قارن بين عناصر العينات الجديدة والقديمة حسب العناصر-تحقق من لون القطع وأنماط التموجات والخبث السفلي والاختلافات عبر الاتجاهات-قبل إجراء عمليات قطع اختبارية صغيرة الحجم-. يوفر هذا خطًا أساسيًا خاصًا بجهازك والمادة التي تستخدمها، وهو أكثر موثوقية بكثير من تخمين الأسباب المستندة فقط إلى الصور الموجودة عبر الإنترنت.

تقيد الفوهة كلاً من شعاع الليزر والغاز المساعد في وقت واحد. إذا التصق الخبث بطرف الفوهة، أو إذا كان يعاني من علامات حرق، أو تشوه، أو لم تتم إعادة محاذاته-للمحورية بعد الاستبدال، فقد ينحرف تدفق الهواء الداخل إلى الشق إلى جانب واحد-حتى لو كانت قراءة ضغط الغاز على وحدة التحكم طبيعية تمامًا.

تتضمن العلامات الشائعة على-الموقع ما يلي:

• درجات متفاوتة من نتوءات في اتجاهات مختلفة على طول نفس الكفاف الدائري (خاصة أثناءالدقة في تصنيع الثقب الدائري).
• التغييرات في جودة حافة القطع عند قطع الخطوط المستقيمة في اتجاهات مختلفة.
• تبدو الفوهة جيدة من الناحية المرئية، ولكن اختبار طلقة الشريط أو-فحص المعدات المضمنة يكشف أن نقطة الشعاع بعيدة عن المركز-.

عند إجراء التفتيش،قم بإيقاف تشغيل الجهاز أولاً واتبع المعيارإجراءات تشغيل ماكينة قطع الألياف بالليزر.بعد ذلك، لاحظ ما إذا كانت فتحة الفوهة مستديرة تمامًا وخالية من علامات التناثر أو الصدمات. تحقق من طراز الفوهة وقطر الفتحة وحالة التثبيت. وأخيرا، معايرة المحورية وفقا لتعليمات المعدات.

ملاحظة هامة:لا تثقب فتحة الفوهة بأشياء صلبة، ولا تفترض أبدًا أن مجرد تركيب "فوهة جديدة" يعني تلقائيًا أن حالة الفوهة صحيحة.

تعمل العدسة الواقية الموجودة في رأس القطع بليزر الألياف على عزل الغبار والدخان والرذاذ. بمجرد ظهور ضباب أو طبقة زيتية أو بقع حروق دقيقة على سطح العدسة، يمكن أن تتغير نفاذية الصورة وخصائص الشعاع، مما يؤدي إلى تسخين موضعي (عدسة حرارية). في حين أن المشغل لا يرى أي تغيير في الطاقة المضبوطة، فإن الشعاع الفعال الذي يتم تسليمه إلى قطعة العمل قد لا يكون مستقرًا.

بالإضافة إلى ذلك، فإن استبدال العدسة، أو تصادمات الرأس المقطوعة، أو-الخلل في آلية التركيز التلقائي، أو التغييرات في حالة المعايرة يمكن أن يتسبب أيضًا في انحراف الموضع البؤري الفعلي عن مخطط المعلمة. في حين أن الصفائح الرقيقة قد لا تزال بالكاد قادرة على القطع، إلا أن الصفائح السميكة قليلاً أو محيطات الفتحات الصغيرة عادة ما تكون أول من يكشف هذه المشكلات.

النهج الصحيح هولالتفكيك المسار البصري بشكل متكرر فقط من أجل "مسحه سريعًا". بدلاً من ذلك، راقب إنذارات الماكينة، وقيم مراقبة العدسات الواقية (درجة الحرارة/النفاذية)، وقم بتغييرات الجودة أولاً، ثم افحص العدسة أو استبدلها وفقًا لإجراءات غرفة الأبحاث المحددة من قبل الشركة المصنعة. البيئات دون المستوى المطلوب، أو مواد التنظيف، أو تقنيات التعامل أثناء إزالة العدسات وتركيبها هي في الواقع أكثر عرضة لإدخال جزيئات أو خدوش جديدة، مما يؤثر بشكل عاممراقبة جودة قطع المعادن.

إن دور الغاز المساعد يتجاوز مجرد "المشاركة في عملية القطع"-والأهم من ذلك، أنه يجب أن يطرد المعدن المنصهر بشكل مستمر من الشق. يشير الضغط الطبيعي في أسطوانة الغاز أو خزان التخزين فقط إلى أن الضغط الثابت أو الضغط المنبع عند نقطة قياس محددة هو أمر طبيعي. ولا يثبت أنه يتم الحفاظ على الضغط الكافي ومعدل التدفق والنقاء عند مخرج الفوهة أثناء القطع الديناميكي.

عوامل مثل المرشحات المسدودة، أو أقطار الأنابيب الصغيرة، أو قيود التركيب، أو الآلات المتعددة التي تستخدم الغاز في وقت واحد، أو الاستجابة البطيئة لمجموعة الصمامات يمكن أن تسبب جميعهاانخفاض الضغط الديناميكي. عند قطع الفولاذ المقاوم للصدأ بالنيتروجين، غالبًا ما يؤدي عدم كفاية معدل التدفق أو النقاء إلى خبث القاع والاصفرار على طول حواف القطع. للحصول على رؤى فنية أعمق، راجع دليلنا حولاختيار الغاز المساعد للقطع بالليزر.

يجب أن يتبع استكشاف أخطاء خط الغاز وإصلاحها خطوة مسار تدفق الغاز -بواسطة-خطوة:

من الأفضل مراقبة الضغط الديناميكي ومعدل التدفق أثناء عملية القطع الفعلية، بدلاً من الاعتماد فقط على نظرة سريعة على مقياس الضغط عندما تكون المعدات في وضع الخمول.

حتى إذا تم تصنيف المواد بنفس التصنيف-مثل "الفولاذ المقاوم للصدأ 304" أو "الفولاذ الكربوني Q235"-فمن الممكن أن تظل هناك اختلافات عبر دفعات الحرارة المختلفة، وظروف السطح، وتفاوت السُمك، والطلاءات، ومستويات الصدأ. يمكن أن تؤدي الأفلام الواقية السطحية أو بقع الزيت أو قشور الطحن إلى تغيير امتصاص الطاقة واستقرار القطع. علاوة على ذلك، يتسبب سطح الورقة غير المستوي في حدوث اختلافات في مسافة المواجهة، مما يؤثر بشكل مباشر على اقتران تدفق الهواء وخصائص الليزر المتطورة.

ولذلك، عندما تبدأ النتوءات في الظهور مباشرة بعد تغيير الأوراق أو الدفعات أو الموردين، فلا تفترض على الفور أن الجهاز معطل. احتفظ بقطعة من مادة الورقة التي تم قطعها مسبقًا بسلاسة لإجراء قطع اختبار مقارن-يسمح لك هذا عادةً بالتمييز بسرعة بين "مشكلات المعدات" و"مشكلات المواد".

فقط بعد التحقق من الفوهة والمحورية والعدسات ومعايرة التركيز وخطوط الغاز والمواد، يجب عليك المتابعة إلى -ضبط المعلمات بشكل دقيق. يوصى أولاً باستعادة الإعدادات الافتراضية باستخدام منهجية منظمةتحديد معلمات عملية القطع بالليزر. بعد ذلك، قم بإجراء تعديلات تدريجية صغيرة على سرعة القطع، أو موضع التركيز، أو ضغط الغاز، أو مسافة المواجهة بناءً على شكل الأزيز.

قم بتغيير متغير واحد فقط في كل مرة، وقم بتسجيل رقم القطعة، ودفعة المادة، ومواصفات الفوهة، وحالة العدسة، والتركيز، والسرعة، وضغط الغاز. بخلاف ذلك، إذا قمت بتغيير ثلاثة أو أربعة إعدادات في وقت واحد، حتى لو تحسنت جودة القطع، فلن تعرف أي تعديل نجح بالفعل، مما يضطرك إلى إجراء التجربة والخطأ مرة أخرى في المرة القادمة.

يمكن أن تتبع العمليات على الموقع-التسلسل التالي:

1. يفحصموضع اللدغ، والاتجاه، والاستمرارية، واللون؛
2. يفحصفتحة الفوهة، ونموذج الفوهة، والمحورية، والتحكم في الارتفاع (المواجهة)؛
3. فحصالعدسة الواقية، ومعايرة التركيز، وحالة رأس القطع؛
4. يؤكدضغط الغاز الديناميكي، ومعدل التدفق، والنقاء، وقيود الخط؛
5. يقارنمع دفعة سابقة من مادة الورقة،-وضبط المعلمات باستخدام متغير واحد فقط كخطوة أخيرة.

عندما تتدهور جودة القطع بالليزر، فإن أخطر العقلية هي افتراض ذلك"نظرًا لأن المعلمات لم تتغير، فإن حالة المعدات لم تتغير أيضًا." المعلمات هي مجرد أوامر-إن الفوهة والمسار البصري وخط الغاز والمواد هي التي تحدد كيفية تنفيذ هذه الأوامر في النهاية.عادةً ما تكون استعادة ظروف الماكينة إلى حالتها المثالية قبل مناقشة تحسين المعلمة أسرع من زيادة الطاقة بشكل أعمى، وأقل احتمالًا بكثير لإدخال مشكلات جديدة.