Дефекты лазерной резки металла

   Резка металла лазером известна высоким качеством и точностью. Но даже при применении высокотехнологичного оборудования могут появляться дефекты, влияющие на внешний вид продукции. В этом материале расскажем, почему происходит деформация металла, образуются заусенцы, прожоги. Рассмотрим способы исправления и основные причины возникновения дефектов лазерной резки при применении оборудования с ЧПУ.

Основные типы брака

   Основные дефекты лазерной резки — неровные края металла, появление вихрей и борозд. Часто встречается и такая проблема, как грат (облой) на кромках изделий. Представить себе, как выглядит брак, несложно. Этот дефект приводит к появлению на кромках изделий застывших капель расплавленного материала. Основная причина образования облоя — неправильный выбор скорости вращения лазерной головки.

   Сильное оплавление, заваривание отверстий по среднему контуру происходят при перегреве детали во время резки, неоднородной поверхности металлического листа. В зависимости от причины появления брака рекомендуется:

● увеличить время продувки заготовки, охлаждения её углов;

● зачистить лист.

При неправильной настройке оборудования возникают и такие проблемы, как скос, высокая ребристость, крупные гребешки, которые не устраняются фокусом. Способы исправления подобного брака:

● установка новой дюзы по сечению;

● прочистка линзы;

● снижение скорости резки на 5–10 %, давления на 0.1–0.3 бар.

   Появление раковин, выдувание металла — это следствие неправильно подобранной скорости оборудования, высокого давления режущего газа. Чтобы свести к нулю вероятность такого брака, стоит уменьшить мощность на 5 %, давление — на 1 бар, скорость — на 10 %.

Выгорание металла, пробой

   Такие дефекты при лазерной резке металла характерны для начальных стадий обработки. При неправильной установке параметров врезки возникают выгорание или пробой, которые негативно сказываются на:

● свойствах продукции;

● внешнем виде металлических изделий.

Основные причины выгорания — слишком высокая мощность лазера, неверно рассчитанная скорость резки. Чтобы избежать этого дефекта, при настройке современного оборудования с ЧПУ выбирают импульсный режим пробоя. В результате:

● риск перегрева деталей сводится к минимуму;

● достигается эффект поэтапного прожигания металлической заготовки.

   Во время работы с тонкими листами рекомендуется оптимизировать положение лазерного фокуса. Правильное применение расходников и грамотная настройка нужных параметров предотвращают возникновение брака.

Неровность краёв, появление заусенцев

В таблице ниже представлены основные причины появления заусенцев и неровностей. 

   Неровные края, наплывы, грат — частые проблемы, возникающие при нарушении правил выполнения технологических процессов. Они приводят к снижению качества готовых изделий, нарушению точности сборки. 

Термическое разрушение, деформация

   Такие проблемы чаще всего возникают при применении термочувствительных материалов. Они обычно проявляются в виде:

● волн;

● разрывов;

● микротрещин;

● коробления.

Подобный брак чаще всего возникает при длительном воздействии луча лазера на одну и ту же точку. Для предотвращения такого брака рекомендованы:

● охлаждение рабочей зоны;

● применение импульсных режимов.

   При наличии подобных дефектов лазерной резки меняется структура обработанного металла. Полученная продукция непригодна к применению по назначению.

Появление пятен и загрязнений

   Наличие таких дефектов лазерной резки сплавов особенно критично при использовании металла в сфере приборостроения. В этой отрасли важно получение чистой кромки без дополнительной технологической обработки.

   Основная причина брака — применение загрязнённой линзы. Из-за неравномерного нагревания металлическая поверхность темнеет. Если на поверхности присутствуют примеси или неправильно подобрана газовая смесь, на металлическом листе появляются оксидная плёнка и копоть. Масляные пятна, ржавчина и прочие загрязнения также оставляют заметные следы, снижая качество обработки.

Основные причины появления брака

   Дефекты лазерной резки металла чаще всего возникают из-за:

● перегрева оптики, загрязнения линзы;

● неисправности компрессора;

● неправильной фокусировки луча лазера;

● неверной юстировки зеркал;

● неправильного расположения сопла.

   Например, пробой при лазерной резке чаще всего образуется при неправильном положении фокуса. При слишком низком фокусе после обработки остаются выбоины и грат с крошками. Если же он чрезмерно высокий, возникает каплевидный грат.

Профилактика и способы исправления брака

   Для уменьшения вероятности брака при лазерной резке металла важно регулярно исправность оборудования. Соблюдайте правила производителя по правильной настройке станка для разных типов обработки, применяйте качественные материалы. Большое внимание стоит уделять и повышению уровня квалификации операторов, обучению сотрудников.

Настройка параметров

   Дефекты при лазерной резке металла чаще всего возникают из-за неправильной настройки нужных параметров. Прежде чем начать работу, стоит сделать пробный рез с регулировкой настроек под определённый материал.

   Чтобы предотвратить возникновение дефектов при резке металлов, нужно настроить указанные в таблице параметры.

   Для предотвращения возникновения брака учитывают и положение фокуса. Его смещение негативно отражается на качестве обработки металлической поверхности. 

Контроль качества использованных материалов

    Материал, предназначенный для лазерной резки, должен соответствовать определённым требованиям к химическому составу. Сплавы проявляют разную реакцию на тепловое воздействие. Например, низкоуглеродистая сталь становится менее прочной по краям, а высокоуглеродистая — наоборот, твердеет.

   Для качественной резки металлов поверхность заготовки должна быть чистой и гладкой. Масляные пятна, вкрапления ржавчины ухудшают настройку направления луча лазера. Проверяйте заготовки заранее, чтобы исключить дефекты лазерной резки в ходе работы.

   Хорошим решением будет предварительная тщательная очистка зоны обработки от загрязнений. Для очищения металлических поверхностей от краски, лака и ржавчины применяют специальные лазерные системы. Такие аппараты подходят для обработки всех видов сплавов.

Техобслуживание оборудования

   Для обеспечения высокого качества обработки высокотехнологичные приборы нуждаются в регулярном обслуживании. При ненадлежащем техническом состоянии станков возникают неисправности в работе приводных механизмов, вызывающие отклонения инструмента от заданной траектории, вибрации. 

Обучение персонала

   Специалист, работающий на современном аппарате с ЧПУ, должен обладать соответствующим уровнем квалификации. Оператору необходимо:

● разбираться в выборе режима резки под определённый материал;

● иметь опыт работы с разными типами металлических сплавов.

   Оператор должен ориентироваться в причинах и последствиях основных дефектов лазерной резки металла. Обучение сотрудников уменьшает количество брака, положительно сказывается на качестве продукции.

Заключение

   В этом материале мы кратко описали основные дефекты лазерной резки металла. Напоминаем, что высокое качество технической обработки достигается лишь при строгом соблюдении технологии и использовании высокоточных приборов. Для получения рекомендаций по применению аппаратов для лазерной очистки поверхностей заполните онлайн-заявку на сайте.