Fehlerbehebung beim Laserschneiden von Graten: Warum sich die Einstellungen nicht geändert haben, aber die Qualität abnimmt

Für eine Charge von 3-mm-Edelstahlteilen, die auf einem Standard verarbeitet werdenLaserschneidmaschine für Metallfasern, die Schnittkanten waren morgens glatt. Am Nachmittag bemerkten die Arbeiter jedoch, dass sich an den Unterkanten der Teile ein Ring harter Grate bildete, obwohl das Prozessprogramm, die Geschwindigkeit, die Leistung und die Gasdruckeinstellungen unverändert blieben.

Die häufigste erste Reaktion vor Ort-ist, die Leistung zu erhöhen und die Schnittgeschwindigkeit zu verringern. Während dies zunächst etwas zu helfen scheint, kehren die Grate nach dem Schneiden einiger Dutzend Blätter zurück, begleitet von einer Gelbfärbung entlang der Schnittkante und einer stärkeren Krätzeansammlung.

Die eigentliche Schwierigkeit bei dieser Art von Problem liegt darinUnveränderte Parameter auf dem Bildschirm bedeuten nicht, dass die tatsächliche Energie und der Luftstrom, die der Schnittfuge zugeführt werden, unverändert bleiben.Laserschneiden ist ein Prozess, der durch Optik, Gas, Material und Bewegungsbedingungen gemeinsam durchgeführt wird. Eine langsame Abweichung eines einzelnen Faktors kann dazu führen, dass zuvor geeignete Parameter plötzlich völlig wirkungslos werden.

Der Laserstrahl erhitzt das lokalisierte Material, bis es schmilzt oder verdampft. Das Hilfsgas dringt dann mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse in die Schnittfuge ein und bläst das geschmolzene Metall nach unten und heraus. Im Idealfall entspricht die Schmelzgeschwindigkeit der Schlackenabtransportkapazität, so dass am Boden nur sehr geringe Krätze zurückbleibt-manchmal ist eine sekundäre Entgratung nicht mehr erforderlich.

Sobald geschmolzenes Metall nicht rechtzeitig vom Boden der Schnittfuge abgeführt wird, kühlt es ab, haftet an den Kanten und bildet Grate. Daher sollte man bei der Diagnose von Graten nicht einfach nachfragen„Ist die Leistung hoch genug?“Stellen Sie stattdessen drei Fragen gleichzeitig: Schmilzt das Material stabil? Bleibt die Schnittfuge frei und frei? Bläst der Luftstrom tatsächlich das geschmolzene Material heraus?

• Feine, gleichmäßige und kontinuierliche Gratehängen häufig mit Abweichungen in der Fokusposition, der Schnittgeschwindigkeit oder der Gasdurchflusskapazität zusammen.
• Grate treten nur in einer bestimmten Richtung oder einem bestimmten Bereich aufdeuten auf eine Fehlausrichtung der Düse (außerhalb der Mittelachse), eine Verformung des Blechs oder Schwankungen des Abstandsabstands des Schneidkopfs hin.
• Unregelmäßige oder schwankende GrateDaher sollten Sie prüfen, ob der Druck und die Durchflussrate der Gasquelle stabil sind.

Analysieren Sie zunächst die Gratmorphologie, bevor Sie die Parameter berühren-Dies spart normalerweise weit mehr Material als wiederholte Trial--und{2}}Fehlerschnitte.

Es ist zu beachten, dass die bei unterschiedlichen Materialien, Blechdicken und Hilfsgasen gebildeten Grate nicht identisch sind. Sie können nicht starr ein einzelnes, generisches „Grat-Referenzdiagramm“ anwenden. Beispielsweise können die harte Schlacke beim Stickstoff-unterstützten Schneiden von Edelstahl und die Oxidschlacke beim Sauerstoff-unterstützten Schneiden von Kohlenstoffstahl ähnlich aussehen, aber die zugrunde liegenden thermischen Reaktionen und erforderlichen Anpassungen können völlig unterschiedlich sein. Überprüfen Sie immer zuerst das Material, die Blechdicke, den Gastyp und die ursprünglichen Prozesseinstellungen.

Ein praktischerer Ansatz ist:Bewahren Sie ein qualifiziertes Musterteil und eine vollständige Prozessaufzeichnung auf, wenn die Maschine in gutem Betriebszustand ist.Wenn ein Problem auftritt, vergleichen Sie die neuen und alten Muster Stück für Stück-überprüfen Sie die Schnittfarbe, die Streifenmuster, die Bodenschlacke und Abweichungen in die verschiedenen Richtungen-bevor Sie kleine Testschnitte-durchführen. Dadurch erhalten Sie eine auf Ihre Maschine und Ihr Material zugeschnittene Basislinie, die weitaus zuverlässiger ist, als die Ursache allein anhand von Fotos im Internet zu erraten.

Die Düse begrenzt sowohl den Laserstrahl als auch das Hilfsgas gleichzeitig. Wenn Schlacke an der Düsenspitze haftet, diese Brandflecken oder Verformungen aufweist oder nach dem Austausch nicht wieder auf Koaxialität ausgerichtet wurde,-kann der Luftstrom, der in die Schnittfuge eintritt, zu einer Seite verlaufen-selbst wenn die Gasdruckanzeige auf dem Regler völlig normal ist.

Zu den häufigen Zeichen auf-Website gehören:

• Unterschiedlich starke Gratbildung in unterschiedlichen Richtungen entlang der gleichen Kreiskontur (besonders kritisch beiPräzisionsbearbeitung runder Löcher).
• Änderungen der Schnittkantenqualität beim Schneiden gerader Linien in verschiedene Richtungen.
• Die Düse sieht optisch gut aus, aber ein Bandschusstest oder eine Überprüfung der eingebauten -Geräte zeigt, dass der Strahlfleck nicht-mittig liegt.

Bei der Durchführung einer InspektionSchalten Sie zuerst die Maschine aus und befolgen Sie die AnweisungenBetriebsverfahren für Faserlaserschneider.Beobachten Sie dann, ob die Düsenöffnung vollkommen rund und frei von Spritzern oder Schlagspuren ist. Überprüfen Sie das Düsenmodell, den Öffnungsdurchmesser und den Installationsstatus. Abschließend kalibrieren Sie die Koaxialität gemäß der Geräteanleitung.

Wichtiger Hinweis:Stechen Sie nicht mit harten Gegenständen in die Düsenöffnung und gehen Sie niemals davon aus, dass der einfache Einbau einer „neuen Düse“ automatisch bedeutet, dass der Zustand der Düse korrekt ist.

Die Schutzlinse in einem Faserlaser-Schneidkopf dient der Isolierung von Staub, Rauch und Spritzern. Sobald auf der Linsenoberfläche Trübungen, Ölfilme oder Mikrobrandflecken auftreten, können sich ihre Durchlässigkeit und die Strahleigenschaften ändern, was zu einer lokalen Erwärmung (thermische Linsenbildung) führen kann. Während der Bediener keine Änderung der eingestellten Leistung sieht, ist der auf das Werkstück gerichtete effektive Strahl möglicherweise nicht mehr stabil.

Darüber hinaus können der Austausch des Objektivs, Kollisionen mit dem Schneidkopf, Anomalien des Autofokusmechanismus oder Änderungen im Kalibrierungsstatus dazu führen, dass die tatsächliche Fokusposition von der Parametertabelle abweicht. Während sich dünne Bleche möglicherweise noch kaum schneiden lassen, sind etwas dickere Bleche oder kleine Lochkonturen in der Regel die ersten, die diese Probleme aufdecken.

Der richtige Ansatz istnichtden optischen Pfad häufig zu zerlegen, um ihn „kurz abzuwischen“. Beobachten Sie stattdessen zuerst Maschinenalarme, Schutzlinsen-Überwachungswerte (Temperatur/Transmission) und Schnittqualitätsänderungen und prüfen oder ersetzen Sie dann die Linse gemäß den vom Hersteller angegebenen Reinraumverfahren. Schlechte Umgebungen, Reinigungsmaterialien oder Handhabungstechniken beim Entfernen und Installieren des Objektivs führen tatsächlich eher zu neuen Partikeln oder Kratzern, die sich negativ auf das Gesamtbild auswirkenQualitätskontrolle beim Metallschneiden.

Die Rolle des Hilfsgases geht über die bloße „Teilnahme am Schneidprozess“ hinaus. - Noch wichtiger ist, dass es kontinuierlich geschmolzenes Metall aus der Schnittfuge ausstoßen muss. Ein normaler Druck an der Gasflasche oder am Lagertank zeigt lediglich an, dass der statische oder stromaufwärtige Druck an einem bestimmten Messpunkt normal ist. Es beweist nicht, dass beim dynamischen Schneiden am Düsenausgang ausreichend Druck, Durchflussrate und Reinheit aufrechterhalten werden.

Faktoren wie verstopfte Filter, zu kleine Rohrdurchmesser, Einbaubeschränkungen, mehrere Maschinen, die gleichzeitig Gas verwenden, oder eine langsame Reaktion der Ventilgruppe können die Ursache seindynamischer Druckabfall. Beim Schneiden von Edelstahl mit Stickstoff führt eine unzureichende Durchflussrate oder Reinheit häufig sowohl zu Schlacke am Boden als auch zu einer Vergilbung entlang der Schnittkanten. Ausführlichere technische Einblicke finden Sie in unserem Leitfaden unterAuswahl des Hilfsgases zum Laserschneiden.

Bei der Fehlerbehebung an der Gasleitung sollte der Gasflusspfad Schritt -für-befolgt werden:

Es ist am besten, den dynamischen Druck und die Durchflussrate während des eigentlichen Schneidvorgangs zu überwachen, anstatt sich nur auf einen kurzen Blick auf das Manometer zu verlassen, während die Ausrüstung im Leerlauf ist.

Selbst wenn Materialien mit der gleichen Bezeichnung-wie „Edelstahl 304“ oder „Q235-Kohlenstoffstahl“-gekennzeichnet sind, kann es je nach Schmelzcharge, Oberflächenzustand, Dickentoleranz, Beschichtung und Rostgrad zu Abweichungen kommen. Oberflächenschutzfilme, Ölflecken oder Walzzunder können die Energieaufnahme und die Schnittstabilität beeinträchtigen. Darüber hinaus verursacht eine unebene Blattoberfläche Schwankungen im Abstand, was sich direkt auf die Luftstromkopplung auswirktEigenschaften der Laserschneidkante.

Wenn also unmittelbar nach dem Blech-, Chargen- oder Zuliefererwechsel Grate auftreten, gehen Sie nicht sofort davon aus, dass die Maschine kaputt ist. Bewahren Sie ein Stück Blattmaterial auf, das zuvor glatt geschnitten wurde, um einen vergleichenden Testschnitt durchzuführen. - Dadurch können Sie normalerweise schnell zwischen „Ausrüstungsproblemen“ und „Materialproblemen“ unterscheiden.

Erst nachdem Sie die Düse, die Koaxialität, die Linsen, die Fokuskalibrierung, die Gasleitungen und das Material überprüft haben, sollten Sie mit der Feinabstimmung der Parameter fortfahren. Es wird empfohlen, zunächst die Standardeinstellungen mithilfe einer strukturierten Methode wiederherzustellenBestimmung der Prozessparameter des Laserschneidens. Nehmen Sie dann basierend auf der Fräsermorphologie kleine schrittweise Anpassungen an der Schnittgeschwindigkeit, der Fokusposition, dem Gasdruck oder dem Abstand vor.

Ändern Sie jeweils nur eine Variable und notieren Sie Teilenummer, Materialcharge, Düsenspezifikation, Linsenzustand, Fokus, Geschwindigkeit und Gasdruck. Wenn Sie andernfalls drei oder vier Einstellungen auf einmal ändern, wissen Sie selbst bei einer Verbesserung der Schnittqualität nicht, welche Anpassung tatsächlich funktioniert hat, und sind beim nächsten Mal gezwungen, noch einmal alles auszuprobieren.

Vor--Vorgänge vor Ort können dieser Reihenfolge folgen:

1. PrüfenGratposition, -richtung, -kontinuität und -farbe;
2. Überprüfendie Düsenöffnung, das Düsenmodell, die Koaxialität und die Höhensteuerung (Abstand);
3. Überprüfendie Schutzlinse, die Fokuskalibrierung und den Zustand des Schneidkopfes;
4. Verifizierendynamischer Gasdruck, Durchflussrate, Reinheit und Leitungsbeschränkungen;
5. Vergleichenmit einem vorherigen Stapel Blattmaterial und optimieren Sie die Parameter im letzten Schritt mithilfe einer einzigen Variablen.

Wenn sich die Qualität des Laserschneidens verschlechtert, ist es am gefährlichsten, davon auszugehen„Weil sich die Parameter nicht geändert haben, hat sich auch der Zustand der Ausrüstung nicht geändert.“ Parameter sind lediglich Befehle{0}}Es sind die Düse, der optische Pfad, die Gasleitung und das Material, die bestimmen, wie diese Befehle letztendlich ausgeführt werden.Die Wiederherstellung des optimalen Maschinenzustands vor der Erörterung der Parameteroptimierung geht in der Regel schneller als eine blinde Erhöhung der Leistung und es ist weitaus unwahrscheinlicher, dass neue Probleme entstehen.