Làm thế nào để cải thiện chất lượng cắt laser?

Máy cắt laser ngày càng phổ biến trong lĩnh vực công nghiệp do độ chính xác cao, chất lượng bề mặt tốt, tiếng ồn xử lý thấp và tốc độ cắt nhanh. Nguyên tắc cơ bản của cắt laser là sự tương tác giữa laser và vật chất. Sự tương tác này liên quan đến nhiều hiện tượng như hấp thụ, phản xạ, khúc xạ, chuyển hóa và truyền năng lượng của vật liệu sang ánh sáng laser, cũng như trạng thái của vật liệu và thành phần của khí xung quanh. Chuỗi quy trình này làm cho các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser trở nên rất phức tạp.
Ngoài vật liệu được xử lý, các yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser bao gồm đặc điểm chùm tia, tốc độ cắt, công suất laser, chiều cao vòi phun, vị trí tiêu điểm, khí phụ, v.v. Vậy làm thế nào để cải thiện chất lượng cắt laser, đây là một vấn đề cần được xem xét một cách toàn diện.

Vật liệu tấm phù hợp có thể cải thiện chất lượng cắt laser

Các vật liệu khác nhau có tác dụng khác nhau đối với chúng. Việc bất kỳ vật liệu nào phù hợp để cắt bằng laser đều phụ thuộc vào sự tương tác của vật liệu với bước sóng và năng lượng của laser. Các vật liệu khác nhau tạo ra khả năng cắt, tốc độ cắt và chất lượng cắt khác nhau. Do đó, để nâng cao chất lượng cắt laser, các yếu tố sau cần được chú ý trong việc lựa chọn tấm.

Độ dày tấm

Cùng một máy cắt laser có thể đạt được các hiệu ứng cắt khác nhau khi cắt các vật liệu có độ dày khác nhau. Mỗi máy có độ dày cắt tối đa, độ dày cắt bình thường và độ dày cắt tốc độ cao. Chỉ bằng cách đảm bảo rằng độ dày của tấm nằm trong phạm vi hợp lý mà máy cắt laser có thể cắt thì mới có thể đạt được chất lượng cắt cao hơn. Ngược lại, khi vật liệu vượt quá độ dày cắt áp dụng, chất lượng cắt sẽ kém đi.

Loại tấm

Khi giống nhau Máy cắt laser cắt các vật liệu khác nhau có cùng độ dày, hiệu quả cắt thu được là khác nhau. Ví dụ, khi cùng một máy cắt laser 2000W cắt thép carbon 10 mm, không chỉ chất lượng cắt cao mà tốc độ cắt cũng nhanh. Tuy nhiên, nếu cắt inox 10mm sẽ xuất hiện các vấn đề như gờ, xỉ. Vì vậy, nếu muốn đạt được hiệu quả cắt laser chất lượng cao, bạn phải đảm bảo loại vật liệu phù hợp với công suất của máy cắt laser.

Chất lượng tấm

Rỉ sét, lớp phủ, sơn, v.v. trên bề mặt vật liệu thường có tác động tiêu cực đến quá trình cắt laser. Tại thời điểm này, nếu bạn muốn cải thiện chất lượng cắt laser, trước tiên bạn cần làm sạch bề mặt vật liệu, sau đó cắt bề mặt sau khi làm sạch. Bề mặt vật liệu phẳng và nhẵn sẽ góp phần tạo nên chất lượng vết cắt tốt hơn.

Máy cắt laser chất lượng cao có thể cải thiện chất lượng cắt laser

Máy cắt laser được sử dụng như một công cụ để cắt tấm, và chất lượng của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cắt của phôi. Máy được lắp ráp bằng các linh kiện cao cấp không chỉ có chất lượng đường cắt cao hơn mà còn có tốc độ cắt nhanh hơn, tuổi thọ cao hơn. Nếu người dùng muốn nâng cao chất lượng cắt laser thì cần chọn loại máy chất lượng cao và trang bị các bộ phận phù hợp với vật liệu cắt.

Máy phát tia laze

Bộ phát laser là “trái tim” của máy cắt laser và chất lượng của bộ phát laser sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser cuối cùng ở một mức độ nhất định. Có rất nhiều thương hiệu máy phát laser đáng tin cậy trên thị trường như IPG, Raycus, Max, JPT, v.v. Khi chọn máy cắt laser, bạn phải chọn máy phát laser có hiệu suất ổn định và tuổi thọ dài để kiểm soát chất lượng tốt hơn của cắt laser.

Công suất laser

Công suất laser thể hiện khả năng cắt của máy cắt laser và công suất laser càng cao thường có nghĩa là khả năng cắt của máy càng mạnh. Các vật liệu có cùng độ dày nhưng khác loại có thể yêu cầu công suất laser khác nhau để cắt hiệu quả. Ngay cả đối với cùng một vật liệu kim loại, độ dày khác nhau đòi hỏi công suất laser khác nhau. Ví dụ máy cắt laser 2000W có thể cắt thép carbon 14mm và inox 6mm, còn nếu cắt inox 14mm thì bạn cần chọn máy cắt laser 6000W để có chất lượng đường cắt tốt hơn. Công suất laser chính xác không chỉ giúp người dùng tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo chất lượng cắt cao hơn.

vòi phun

Vai trò của vòi phun là kiểm soát vùng phun của khí phụ trợ để kiểm soát chất lượng cắt laser. Vì vậy, cấu trúc, kích thước và chiều cao của vòi sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cắt cuối cùng. Độ dày cắt khác nhau phù hợp với đường kính vòi phun khác nhau. Ví dụ, vòi Φ1.2 phù hợp với tấm thép không gỉ 1-6mm. Vòi Φ2.0 phù hợp với tấm thép không gỉ 6-10mm. Nếu phần đầu phun bị hỏng sẽ khiến luồng gió không đều và ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Do đó, cần phải chú ý đến chất lượng của vòi phun, và khi nó bị hỏng, vòi phun cần được thay thế kịp thời.

Vận hành máy đúng cách cải thiện chất lượng cắt laser

Chất lượng cắt laser bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, trong đó việc vận hành máy đúng cách đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cắt. Các thao tác này bao gồm chuẩn bị trước khi cắt và cài đặt tham số trong quá trình cắt. Người dùng cần phân tích theo tình hình cắt cụ thể, điều chỉnh các thông số và kiểm tra các bộ phận của máy để đạt được chất lượng cắt laser tốt nhất.

Cố định vật liệu

Khi đặt tấm, cần kiểm tra mức độ của máy công cụ và xem tấm thép có bằng phẳng không. Đảm bảo bảng không bị nghiêng trên bề mặt làm việc và không có vật cản nào khác.

Đào tạo vận hành

Sau khi nhận được máy cắt laser, trước tiên người dùng nên đọc kỹ hướng dẫn sử dụng máy để hiểu quy trình hoạt động bình thường của máy. Nếu cần, những người vận hành có liên quan có thể được đào tạo chuyên nghiệp trước khi vận hành máy. Người vận hành học cách thiết lập, vận hành và bảo trì thiết bị đúng cách trong các khóa đào tạo. Thông qua đào tạo, vấn đề chất lượng cắt kém do lỗi vận hành sẽ được giảm thiểu và tránh được, đồng thời cải thiện chất lượng cắt laser.

Tốc độ cắt

Tốc độ cắt đóng một vai trò quan trọng trong chất lượng cắt, tốc độ cắt tối ưu có thể tạo ra bề mặt cắt mịn và loại bỏ cặn đáy. Nếu tốc độ cắt quá nhanh, tấm có thể không được cắt hoàn toàn, dẫn đến tia lửa và xỉ ở nửa dưới, thậm chí làm hỏng thấu kính. Nếu tốc độ cắt quá chậm, nó có thể gây nóng chảy quá mức, mở rộng vết cắt, mở rộng vùng ảnh hưởng nhiệt và thậm chí làm cháy phôi. Do đó, chất lượng cắt laser có thể được cải thiện bằng cách đặt tốc độ cắt tốt nhất.

Vị trí lấy nét

Điểm hội tụ của chùm tia laze có mật độ năng lượng cao nhất. Điểm càng nhỏ, hiệu quả cắt càng tốt. Vị trí tiêu điểm của chùm tia laser ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cắt laser, bao gồm kích thước vết cắt, độ nhám và độ côn của vết cắt. Trước khi vận hành máy cắt laser, người dùng cần đảm bảo chùm tia laser được hội tụ đúng vị trí. Đối với cắt laser thép carbon, vị trí lấy nét nằm trên bề mặt phôi, phôi càng dày thì vị trí lấy nét càng cao. Đối với cắt laser thép không gỉ, vị trí lấy nét nằm bên dưới bề mặt phôi và phôi càng dày thì vị trí lấy nét càng thấp. Ngoài ra, có thể tiến hành kiểm tra tiêu cự trước khi cắt để kiểm tra xem vị trí lấy nét của tia laze có bị dịch chuyển hay không và điều chỉnh theo sự dịch chuyển của tiêu điểm laze.

Tối ưu hóa các thông số Laser

Điều chỉnh thông số cho các tấm có độ dày khác nhau: Khi cắt laser các góc của tấm thép mỏng, quá nhiệt của tia laser sẽ tạo ra các góc bị nóng chảy. Tại thời điểm này, các góc sắc nét có thể được sửa đổi thành các góc tròn có thể chấp nhận được, để duy trì quá trình cắt laser tốc độ cao và đạt được chất lượng cắt tốt hơn và tiết kiệm thời gian cắt. Khi cắt các tấm dày hơn bằng laser, để đạt được chất lượng cắt tốt hơn, một đường chuyển tiếp có thể được vẽ ở đầu và cuối quá trình cắt, được gọi là đường dẫn ra. Cần lưu ý rằng kết nối giữa dây dẫn và rãnh phải thông qua chuyển tiếp vòng cung tròn. Điều chỉnh hợp lý khoảng cách giữa các bộ phận theo độ dày của tấm có thể ngăn ảnh hưởng nhiệt, cải thiện chất lượng cắt laser và tránh làm hỏng các bộ phận.
Chiều rộng cắt: Nói chung, chiều rộng vết cắt không ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Chỉ khi một đường viền đặc biệt chính xác được hình thành bên trong phôi gia công, chiều rộng vết cắt mới có tác động quan trọng, bởi vì chiều rộng vết cắt xác định đường kính trong tối thiểu của đường viền. Khi độ dày của tấm tăng lên, chiều rộng cắt cũng tăng lên. Do đó, để đảm bảo độ chính xác cao như nhau, bất kể chiều rộng vết rạch lớn đến đâu, phôi phải không đổi trong khu vực xử lý của máy cắt laser.
Công suất laser: Nếu công suất đầu ra của laser không đủ, sẽ có vấn đề về chất lượng với các gờ cắt. Tại thời điểm này, bạn nên kiểm tra xem bộ phát laser có hoạt động bình thường không. Nếu nó bình thường, hãy quan sát xem giá trị đầu ra của nút điều khiển laser có chính xác hay không và cần điều chỉnh.

Lựa chọn khí phụ trợ

Khí phụ có thể hỗ trợ chùm tia laser cắt phôi tốt hơn, đồng thời thổi bay xỉ nhanh chóng, điều này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cắt laser. Cả loại khí và mức độ áp suất đều ảnh hưởng đến độ nhám của cạnh và sự hình thành bavia. Các loại khí thường được sử dụng trong cắt laser là oxy, nitơ và không khí, và các loại khí phụ trợ khác nhau có tác dụng khác nhau.

Cắt không khí là phương pháp có chi phí thấp nhất, nhưng bề mặt cắt kim loại có thể tạo ra các vệt và khi độ dày của tấm kim loại tăng lên, các vệt sẽ rõ ràng hơn. Ngoài ra, bề mặt cắt kim loại sẽ bị đen và chất lượng của phôi sẽ kém. Để có được chất lượng cắt cao hơn khi cắt không khí, cần phải chọn máy cắt laser công suất cao. Ví dụ, máy cắt laser 12000W có thể cắt thép carbon dưới 10mm bằng khí mà chất lượng cắt vẫn tốt. Để đảm bảo chất lượng cắt và tránh mọi hư hỏng cho bộ phát laser khi cắt bằng không khí, khí nén phải tinh khiết và ổn định.
Cắt oxy: Oxy thường được sử dụng để cắt thép carbon dày, vì phản ứng hóa học giữa nguyên tố sắt và oxy giúp kim loại hấp thụ nhiệt và thúc đẩy sự nóng chảy của nó, có thể cải thiện khả năng cắt. Nhưng cắt bằng oxy làm tăng nguy cơ oxy hóa vật liệu. Nói chung, oxy được sử dụng để hỗ trợ cắt tấm thép carbon, đục lỗ áp suất thấp và cắt áp suất thấp.
Cắt bằng nitơ: Khi nitơ được sử dụng làm khí phụ của máy cắt laser kim loại, nitơ sẽ tạo thành một lớp khí bảo vệ xung quanh kim loại nóng chảy để ngăn vật liệu bị oxy hóa, từ đó đảm bảo chất lượng của phôi. Nói chung, khí nitơ được sử dụng để cắt thép không gỉ, tấm mạ kẽm, nhôm, hợp kim nhôm, đồng thau và các vật liệu khác, thông qua cắt thủng áp suất thấp và cắt áp suất cao. Khi cắt bằng nitơ, sự thay đổi của dòng khí có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất cắt. Để có được chất lượng cắt tốt, lưu lượng khí phải đủ và liên tục.

Kiểm soát khí phụ trợ

Áp suất của khí phụ trợ sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng thổi xỉ, do đó ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser cuối cùng. Các vật liệu kim loại khác nhau yêu cầu áp suất khí tối ưu khác nhau. Nếu áp suất không khí quá thấp, vật liệu nóng chảy không thể được thổi ra kịp thời và nó sẽ dính vào mặt sau của lưỡi cắt. Nếu áp suất khí quá cao sẽ làm suy yếu khả năng cắt của chùm tia laze, làm cho đường cắt lớn và thô hơn. Do đó, cần thiết lập các áp suất không khí khác nhau khi cắt các vật liệu khác nhau để thu được kết quả cắt laser tốt hơn.

Thử nghiệm cắt và tạo mẫu

Trước khi sản xuất phôi hàng loạt, việc cắt thử các tấm có thể làm giảm tỷ lệ phế liệu của phôi một cách hiệu quả. Việc tạo mẫu được thực hiện thông qua phần mềm điều khiển của máy cắt laser, sau đó mẫu nguyên mẫu được kiểm tra để đảm bảo rằng nó đáp ứng các yêu cầu về chất lượng cắt và thực hiện các điều chỉnh cần thiết. Tạo nguyên mẫu có thể giúp người dùng xác định các lỗi thiết kế và các vấn đề về chức năng trước khi đầu tư vào sản xuất hàng loạt, tiết kiệm rất nhiều tiền và tài nguyên.

Giảm phản xạ lưng

Phản xạ ngược quá mức có thể làm nóng vòi phun và đầu cắt đến mức nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng vết cắt và thậm chí gây hư hỏng phôi. Do đó, khi thực hiện cắt laser, cần tránh phản xạ ngược quá mức bằng cách đo phản xạ và tối ưu hóa quy trình. Khi phản xạ ngược quá cao, tốc độ nạp của đầu cắt có thể giảm.

Giám sát thời gian thực và kiểm soát chất lượng

Thông qua hệ thống giám sát thời gian thực của máy cắt laser, chất lượng cắt laser có thể được chú ý một cách hiệu quả và các thông số có thể được điều chỉnh để đạt được hiệu quả cắt tốt nhất.

Bảo trì máy thường xuyên cải thiện chất lượng cắt laser

Là một thiết bị cắt CNC có độ chính xác cao, máy cắt laser chỉ có thể duy trì khả năng cắt hiệu quả và chất lượng cao trong quá trình sử dụng lâu dài bằng cách duy trì bảo dưỡng hàng ngày. Và bảo trì đúng cách cũng có thể giảm chi phí bảo trì máy và kéo dài tuổi thọ của máy.

Bảo trì ống kính

Việc bảo trì ống kính của máy cắt laser là rất quan trọng và một ống kính sạch là điều cần thiết để đảm bảo chất lượng của chùm tia. Ống kính của máy cắt laser dễ bị ô nhiễm bởi khói và bụi. Nên kiểm tra độ sạch của thấu kính hàng ngày trước khi bắt đầu công việc. Nếu phát hiện có bụi trên ống kính, cần phải làm sạch kịp thời và chỉ có thể khởi động máy sau khi đảm bảo rằng ống kính đã sạch. Khi sử dụng ống kính, hãy cẩn thận không dùng tay chạm trực tiếp vào bề mặt của thấu kính hội tụ, thấu kính bảo vệ, đầu QBH và các bộ phận quang học khác để tránh làm trầy xước hoặc ăn mòn thấu kính.

bảo trì vòi phun

Sự đồng trục giữa tâm của lỗ thoát vòi phun và chùm tia laze là yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Nếu đầu phun bị biến dạng hoặc nóng chảy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến đồng trục. Độ chính xác về hình dạng và kích thước của vòi rất cao, vì vậy cần chú ý bảo dưỡng vòi để tránh biến dạng do va chạm.

Bảo trì máy làm lạnh

Máy làm lạnh được sử dụng làm thiết bị làm mát của máy cắt laser để đảm bảo hoạt động bình thường của máy ở nhiệt độ không đổi. Chú ý đến nhiệt độ nước khi máy hoạt động trong thời gian dài, nên để nhiệt độ nước dưới 35°C. Để ngăn nước tuần hoàn bị đóng băng khi sử dụng máy cắt laser sợi quang vào mùa đông, có thể thêm chất chống đông. Nước bên trong máy làm lạnh máy cắt laser cần được thay thế thường xuyên. Vì sử dụng lâu ngày dễ bị đóng cặn ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát. Nói chung, máy làm lạnh được làm sạch 1-2 lần một tháng và thay nước tuần hoàn bên trong. Sử dụng nước cất không có tạp chất, chẳng hạn như nước tinh khiết hoặc nước khoáng, và lưu ý không sử dụng nước máy.

bảo trì đường sắt

Khung đường ray của máy cắt laser cần được làm sạch thường xuyên để loại bỏ bụi và các mảnh vụn khác để đảm bảo thiết bị có thể duy trì hiệu quả cắt tốt. Giá đỡ nên được lau và bôi trơn thường xuyên để đảm bảo bôi trơn không có mảnh vụn. Ngoài ra, cần thường xuyên kiểm tra đai thép để đảm bảo đai thép được siết chặt.

Kiểm Tra Thông Số Máy

Kiểm tra một số thông số của máy sáu tháng một lần, chẳng hạn như độ thẳng của đường ray và độ thẳng đứng của máy. Nếu phát hiện bất kỳ sự bất thường nào, hãy tiến hành bảo trì và điều chỉnh kịp thời, nếu không hiệu ứng cắt sẽ bị ảnh hưởng.

Kiểm tra hệ thống xả

Một hệ thống xả laser tốt sẽ giúp giảm khói, bụi và tạo môi trường làm việc an toàn. Có một hệ thống như thế này có thể cải thiện chất lượng cắt bằng laze đồng thời giảm dư lượng khói trên phôi và nhu cầu làm sạch bên trong hệ thống laze. Do đó, bạn nên kiểm tra hệ thống ống xả đó xem có bị tắc nghẽn không. Ngoài ra, bạn nên kiểm tra xem các quạt thông gió có hoạt động bình thường không.

tóm tắt

Chất lượng cắt laser bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Trước hết, việc cài đặt các thông số không đúng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả cắt, chẳng hạn như công suất laser, tốc độ cắt, áp suất không khí, v.v. Ngoài ra, đôi khi có thể xảy ra sự cố ngay cả khi các thông số được cài đặt chính xác. Điều này thường là do khí không đủ tinh khiết, hoặc vòi phun và ống kính bị nhiễm bẩn hoặc hư hỏng. Do đó, người dùng cần kiểm tra xem đầu phun và đầu laser có hoạt động tốt trước khi cắt hay không, sau đó cài đặt thông số phù hợp. Người dùng cần phân tích nguyên nhân theo hiệu ứng cắt laser cụ thể, điều chỉnh các thông số và kiểm tra các bộ phận của máy để đạt được chất lượng cắt laser tốt nhất. Theo AccTekLaser để tìm hiểu thêm về cắt laser.

Thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser