Terjadinya gerinda selama pemotongan laser tidak hanya mempengaruhi presisi dan tampilan benda kerja tetapi juga meningkatkan biaya proses penggilingan selanjutnya. Mencapai pemrosesan bebas duri memerlukan kontrol kolaboratif dari berbagai dimensi seperti parameter peralatan, karakteristik material, dan optimalisasi proses. Metode spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Mencocokkan Parameter Laser Secara Tepat untuk Mengontrol Keluaran Energi
Rasionalitas parameter laser sangat penting untuk menghindari gerinda. Pertama,kekuatan laser harus disesuaikan dengan ketebalan material: daya yang tidak mencukupi akan menyebabkan pemotongan material tidak sempurna, sehingga logam yang tidak-menyatu menjadi gerinda; daya yang berlebihan dapat menyebabkan-pelelehan material secara berlebihan, dan logam cair yang didinginkan akan membentuk gerinda nodular. Misalnya, saat memotong baja karbon rendah-dengan ketebalan 1-3mm, daya biasanya disetel pada 1500-3000W, sedangkan untuk pelat tebal 5-10mm, daya perlu ditingkatkan menjadi 3000-6000W.
Kedua,sesuaikan kecepatan dan frekuensi pemotongan: kecepatan yang terlalu lambat akan memperpanjang waktu penyinaran laser pada material, memperluas zona-yang terkena dampak panas, dan mudah menyebabkan gerinda pada bagian tepinya; kecepatan yang terlalu cepat akan menyebabkan pemotongan tidak sempurna. Secara umum, pelat tipis cocok untuk kecepatan tinggi dan frekuensi tinggi (misalnya, untuk pelat baja 1-2 mm, kecepatannya 10-15m/menit, dan frekuensinya 5000-10000Hz), sedangkan pelat tebal memerlukan kecepatan lebih rendah dan frekuensi lebih rendah (misalnya, untuk pelat baja 8mm, kecepatannya 1-3m/menit, dan frekuensinya 1000-3000Hz).
Selain itu,mengoptimalkan posisi fokus: fokus yang terlalu-dalam akan menyebarkan energi, mengakibatkan lebar bagian atas dan bawah potongan tidak rata dan mudah meninggalkan gerinda di bagian bawah; fokus yang terlalu-dangkal akan menyebabkan pencairan permukaan secara berlebihan. Saat memotong logam, fokus biasanya harus berada 0,5-1 mm di bawah permukaan material, dan untuk material non-logam, fokus dapat digeser ke atas dengan tepat.
2. Memilih Gas Tambahan Secara Wajar untuk Meningkatkan Efek Penghapusan Terak
Gas tambahan berperan dalam menghilangkan terak dan mendinginkan benda kerja selama pemotongan laser. Jenis, tekanan, dan alirannya secara langsung mempengaruhi pembentukan duri.Untuk logam besi seperti baja karbon, oksigen lebih disukai sebagai gas tambahan: oksigen dapat bereaksi dengan logam secara oksidatif, melepaskan panas tambahan untuk membantu pemotongan, dan pada saat yang sama, oksigen bertekanan tinggi-dapat dengan cepat menghilangkan terak untuk mengurangi residu. Namun tekanan oksigen perlu dikontrol, umumnya antara 0,3-0,8MPa. Tekanan yang terlalu rendah akan mengakibatkan pembuangan terak tidak sempurna, dan tekanan yang terlalu tinggi akan dengan mudah menyebabkan oksidasi berlebihan pada tepi potongan, sehingga membentuk gerinda.
Saat memotong logam-besi seperti baja tahan karat dan paduan aluminium, gas inert seperti nitrogen harus digunakan: gas inert dapat mencegah oksidasi material dan mengeluarkan terak dari potongan karena tekanan tinggi. Tekanan nitrogen biasanya lebih tinggi dibandingkan oksigen (0,5-1,2MPa), terutama untuk pelat tebal. Aliran gas harus dipastikan stabil untuk mencegah retensi terak akibat fluktuasi tekanan. Selain itu, diameter dan jarak nosel gas juga harus sesuai. Diameter nosel yang terlalu-kecil rentan terhadap kehilangan tekanan, dan diameter nosel yang terlalu besar akan menyebabkan difusi gas. Disarankan untuk memilih nosel dengan diameter φ1,5-3 mm sesuai dengan ketebalan material, dan menjaga jarak antara nosel dan benda kerja pada 0,5-2 mm.
3. Bahan Praproses untuk Mengurangi Dampak Cacat Inheren
Keadaan material itu sendiri adalah dasar-pemrosesan bebas duri.Pastikan permukaan bahan baku rata dan bebas lapisan oksida: untuk pelat logam yang berkarat atau tertutup kerak-, lapisan oksida akan menyerap sebagian energi selama pemotongan laser, sehingga suhu pemotongan tidak merata dan mudah menimbulkan gerinda. Sebelum diproses, lapisan oksida dapat dihilangkan dengan penggilingan, pengawetan, dll., atau pelat dengan kualitas permukaan yang memenuhi syarat dapat dipilih.
Kontrol toleransi ketebalan material: jika deviasi ketebalan material dalam batch yang sama melebihi 0,1 mm, energi laser akan sulit bekerja pada material secara seragam. Bagian yang tipis cenderung-mencair berlebihan, dan bagian yang tebal cenderung meninggalkan gerinda. Oleh karena itu, penting untuk memilih-bahan berkualitas tinggi dengan toleransi ketebalan kecil dan melakukan pemeriksaan langsung pada ketebalan pelat sebelum dipotong. Selain itu, untuk bahan yang dilapisi (seperti pelat galvanis), perlu dipastikan terlebih dahulu apakah lapisan tersebut tahan-suhu tinggi untuk menghindari gerinda akibat lapisan terbakar atau meleleh dan menempel pada potongan.
4. Merawat Peralatan Secara Teratur untuk Memastikan Pengoperasian yang Stabil
Kondisi peralatan yang baik merupakan prasyarat untuk pemrosesan-bebas duri yang berkelanjutan.Bersihkan kaca pemfokusan dan nosel: jika permukaan cermin pemfokusan terkontaminasi debu atau percikan logam, hal ini akan menyebabkan fokus energi laser bergeser dan mengurangi kemampuan pemotongan; penyumbatan nosel akan mempengaruhi laju aliran dan tekanan gas tambahan, melemahkan efek penghilangan terak. Disarankan untuk menyeka cermin fokus dengan bahan pembersih khusus sebelum pengoperasian setiap hari, dan membongkar nosel untuk pengerukan dan pembersihan setiap minggu.
Periksa keakuratan rel pemandu dan sistem transmisi: keausan rel pemandu atau kendornya komponen transmisi akan menyebabkan kepala pemotongan menyimpang dari lintasan lari, mengakibatkan potongan miring dan gerinda. Rel pemandu perlu dilumasi secara teratur, periksa kekencangan komponen transmisi seperti roda gigi dan sabuk setiap bulan, dan pastikan kepala pemotongan bergerak dengan lancar dan ditempatkan secara akurat. Selain itu, kalibrasi jalur optik laser secara rutin untuk memastikan vertikalitas sinar laser dan keakuratan posisi titik fokus juga merupakan tindakan penting untuk menghindari gerinda.
5. Optimasi Proses untuk Material Khusus
Untuk material yang sangat reflektif (seperti paduan tembaga dan aluminium) atau material-dengan kekerasan tinggi (seperti paduan titanium), proses yang ditargetkan perlu diterapkan. Saat memotong bahan yang sangat reflektif, generator laser hijau atau biru (dengan tingkat penyerapan lebih tinggi untuk laser dengan panjang gelombang pendek-) dapat digunakan, dan kecepatan pemotongan dapat dikurangi serta daya puncak dapat ditingkatkan untuk mengurangi pemotongan tidak lengkap yang disebabkan oleh pantulan energi. Saat memotong material dengan kekerasan-tinggi, mode laser berdenyut dapat diterapkan untuk langsung menembus material melalui pulsa-frekuensi tinggi, menghindari deformasi termal dan gerinda yang disebabkan oleh-tindakan laser terus-menerus dalam jangka panjang.
Kesimpulannya, mencapai pemrosesan-bebas duri dengan mesin pemotongan laser adalah proyek yang sistematis. Penting untuk menyesuaikan parameter secara akurat, mengoptimalkan proses tambahan yang dikombinasikan dengan karakteristik material, dan melakukan pekerjaan dengan baik dalam pemeliharaan peralatan untuk mendapatkan potongan yang halus dan rata sekaligus memastikan efisiensi pemotongan.
--Rayther Laser Jack Sun--