W cięciu laserowym jakość przebicia otworów bezpośrednio determinuje stabilność kolejnych cięć. W przypadku grubych materiałów niekompletne przebicie często skutkuje szorstką powierzchnią cięcia, poważnym nagromadzeniem żużlu, a nawet uszkodzeniem dyszy. Na przykładzie technologii trzystopniowego przebijania, niniejszy artykuł przedstawia dogłębną analizę zasad przebijania, ustawień parametrów oraz rozwiązań typowych problemów, pomagając bez wysiłku sprostać wyzwaniom przebijania w materiałach o różnej grubości.
Dlaczego grube płyty wymagają wielostopniowego przebijania?
Proces przebijania w cięciu laserowym polega na lokalnym stopieniu materiału przez laser o wysokiej energii, a następnie wydmuchiwaniu żużlu gazem pomocniczym. Im grubsza płyta, tym trudniejsze staje się przebicie, z następujących przyczyn:
- Akumulacja ciepła jest powolna, a energia nie może penetrować głęboko.
- Trudne jest usuwanie żużlu i łatwo o zablokowanie kanału.
- Reakcja utleniania jest intensywna, a stal węglowa jest podatna na wybuch otworu.
Dlatego tradycyjne jednofazowe przebijanie jest podatne na rozpryskiwanie stopionego metalu (eksplozję), niekompletne przebicie i zanieczyszczenie dyszy spowodowane zwrotnym przepływem powietrza.
Rozwiązaniem jest wielostopniowe progresywne przebijanie (np. przebijanie trzystopniowe).
Wyjaśnienie zasady przebijania trzystopniowego
Przebijanie trzystopniowe osiąga penetrację blachy przez trzy odrębne fazy emisji światła, z których każda wykorzystuje różne parametry energetyczne. Proces przebiega według logicznej sekwencji: początkowe impulsy o wysokiej energii szybko tworzą punkty wejścia tlenu, po których następują stopniowo niższe poziomy energii z wydłużonym czasem ekspozycji, aż do całkowitej penetracji. Wymagana liczba etapów przebijania wzrasta proporcjonalnie do grubości blachy.
Konkretny proces przedstawia się następująco:
Pierwsze przebicie: Ustaw głowicę tnącą na wyższym poziomie z zerową ogniskową, następnie zastosuj parametry wysokiej energii (wysoka moc, wysoka częstotliwość, średni współczynnik wypełnienia), aby utworzyć płytkie rowki na blasze. To zmniejsza grubość materiału, jednocześnie umożliwiając penetrację tlenu. Następnie zatrzymaj proces polerowania i dmuchania.
Ten etap ma na celu utworzenie płytkich rowków powierzchniowych, które minimalizują kolejną głębokość przebicia, zwiększają przepuszczalność tlenu i ułatwiają reakcję spalania.
Drugie przebicie: obniż wysokość głowicy tnącej i przesuń ogniskową na ujemną długość ogniskową, aby skoncentrować energię na płycie. Użyj zmniejszonej energii (wysoka moc, niska częstotliwość i niższy współczynnik wypełnienia), aby emitować światło, jednocześnie wydłużając czas trwania. Następnie zatrzymaj światło i wydmuchaj powietrze. Ten etap ma na celu ustabilizowanie rozszerzającego się kanału, zapobieganie nagromadzeniu żużlu i unikanie przebicia wywołanego nadmierną energią.
Trzecie przebicie: Głowica tnąca kontynuuje opadanie, aby obniżyć ogniskową, utrzymując niższy poziom energii z poprzedniego etapu (wysoka moc, niska częstotliwość, zmniejszony współczynnik wypełnienia) i wydłużony czas ekspozycji, mając na celu penetrację pozostałego materiału na dole.