切割工件一面正常一面挂渣是一个非常典型的问题,这通常表明工艺参数不平衡。挂渣的一面是能量输入或辅助气体吹扫效果不佳的表现。
以下是可能的原因和相应的解决方案,可以根据实际情况(激光器类型、材料、厚度等)进行逐一排查。
核心问题分析:
“一面正常一面挂渣”的本质是:切缝下部的能量不足以完全熔化材料,或者熔化的材料(熔渣)没有被辅助气体有效吹走。 问题通常出在以下几个方面:
1. 光束焦点位置不正确
2. 辅助气体问题(压力、纯度、类型)
3. 切割工艺参数(功率、速度)
4. 设备状态(喷嘴、镜片、同心度)
系统性排查与解决方案(从最常见到次常见)
1. 检查并调整焦点位置
这是导致单面挂渣的最常见原因。
· 问题:焦点位置太深或太浅,会导致能量在板材厚度方向上分布不均。如果焦点偏上,可能底部能量不足,导致下部挂渣;焦点偏下,则可能顶部能量不足。
· 解决方案:
· 进行焦点标定:首先确保您的设备焦点标定是准确的。
· 进行焦点测试:采用同一块材料,以0.2mm或0.5mm为步长,在建议的焦点附近做一系列切割测试(通常做一个“焦点的阶梯测试”),观察哪个焦点位置切面最光滑、挂渣最少。
· 一般规律:对于碳钢氧气切割,焦点通常在板材表面或稍微下去一点(例如板厚的1/3处)。对于不锈钢氮气切割,焦点要求更精确,通常需要在表面以上。
2. 检查辅助气体
这是第二常见的原因,尤其是挂渣严重、呈毛刺状时。
· A. 气体压力:
· 问题:压力不足是无法吹走底部熔渣的最直接原因。压力过高也可能扰乱熔池,导致切割不稳定。
· 解决方案:
· 增加气体压力:特别是切割较厚板材时,需要更高的压力来确保有足够的动能将熔渣吹出切缝。请参考切割参数表,并适当调高压力尝试。
· 检查气路:确认气瓶压力是否足够,管路是否有泄漏、折弯或堵塞。
· B. 气体纯度和类型:
· 问题:
· 切割碳钢时,氧气纯度不足(要求99.95%以上)会显著降低燃烧反应效率,导致挂渣增多。
· 切割不锈钢时,使用了错误的气体(如用空气代替氮气)或氮气纯度不够(要求99.9%或更高),无法实现无氧化切割,会导致挂渣。
· 解决方案:
· 确保使用正确类型和足够纯度的辅助气体。碳钢用纯氧,不锈钢用高纯氮气。
· C. 喷嘴状态和高度:
· 问题:喷嘴损坏、有金属溅射物堵塞,或者喷嘴离工件的距离(喷嘴高度)不正确,都会严重影响气流场。
· 解决方案:
· 检查并更换喷嘴:使用无损、干净的喷嘴。即使是微小的损伤也会影响切割效果。
· 调整喷嘴高度:根据喷嘴类型和板材厚度,调整到推荐的高度。高度太高,气流会发散;高度太低,容易发生碰撞和回烧。
3. 优化切割工艺参数
· A. 切割速度:
· 问题:速度过快是导致底部挂渣的典型原因。板材下部还没有被完全切割透,激光就已经移走了。
· 解决方案:适当降低切割速度,确保能量有足够的时间作用在整个板材厚度上。
· B. 激光功率:
· 问题:功率不足同样会导致板材无法切透。
· 解决方案:在尝试降低速度后如果仍有问题,可以适当增加激光功率。注意:功率过高可能导致过烧,因此要微调。
· C. 参数匹配:功率、速度、气体压力需要相互匹配。请参考设备厂商提供的切割参数表,并以其为基准进行微调。
4. 检查设备状态
· A. 喷嘴同心度:
· 问题:如果喷嘴中心与激光束不同心,会导致气流偏斜,一侧气体吹扫能力强,另一侧弱,从而造成单边挂渣。这是导致“一面正常一面挂渣”的一个关键机械原因。
· 解决方案:校准喷嘴同心度。这是设备日常维护的关键步骤,请查阅设备手册,使用调心纸或设备自带程序进行校准。
· B. 镜片清洁度:
· 问题:保护镜片或聚焦镜片污染,会导致激光功率下降和光束模式畸变,间接引起挂渣。
· 解决方案:定期检查并清洁光学镜片,如有损坏或严重污染应及时更换。
· C. 光束模式:
· 问题:激光器老化或其他原因导致光束模式变差(例如从基模变为高阶模),能量分布不集中,切割能力下降。
· 解决方案:请联系设备供应商检查激光器的输出光斑质量。
总结与快速排查清单
当遇到“一面正常一面挂渣”的问题时,建议按以下顺序操作:
1. 第一优先级(最可能):
· 校准喷嘴同心度。
· 检查并更换喷嘴。
· 进行焦点测试,找到最佳焦点位置。
2. 第二优先级:
· 检查气体压力并调高(特别是切厚板时)。
· 确认气体纯度和类型是否正确。
· 适当降低切割速度。
3. 第三优先级:
· 检查并清洁光学镜片。
· 微调增加激光功率。
· 联系设备售后,检查激光器状态。
最后,请务必一次只改变一个参数,并做好记录,这样才能准确找出是哪个变量解决了问题。