レーザー切断バリのトラブルシューティング: 設定を変更していないのに品質が低下する理由

標準で加工された 3 mm ステンレス鋼部品のバッチの場合金属ファイバーレーザー切断機、朝には切り口が滑らかでした。しかし、午後になって作業員は、プロセスプログラム、速度、出力、ガス圧の設定を変更していないにもかかわらず、部品の下端に硬いバリのリングが形成され始めていることに気づきました。

現場で最も一般的な初期反応は、出力を上げて切断速度を下げることです。{0}最初は少し良くなったように見えますが、数十枚カットするとバリが戻り、カットエッジに沿って黄ばみが発生し、ドロスの蓄積が悪化します。

この種の問題の本当の難しさは、次のような事実にあります。画面上のパラメーターが変更されていても、切り口に供給される実際のエネルギーと空気流が変更されていないことを意味するわけではありません。レーザー切断は、光学、ガス、材料、動作条件が連携して完了するプロセスです。単一の要因のドリフトが遅いと、それまで適切であったパラメータが突然完全に無効になる可能性があります。

レーザー ビームは、局所的な材料を溶融または蒸発するまで加熱します。次に、アシストガスがノズルを通って高速でカーフに入り、溶融金属を下方に吹き飛ばします。理想的な状態では、溶解速度がスラグ排出能力と一致し、底部に非常に軽いドロスのみが残るため、二次バリ取りが完全に不要になる場合もあります。-。

溶融金属が切り口の底から適時に排出されないと、冷却されてエッジに付着し、バリが形成されます。したがって、バリを診断するときは、単に質問するべきではありません。「威力は十分ですか？」代わりに、次の 3 つの質問を同時に尋ねてください。材料は安定して溶けていますか?切り溝はきれいで障害物がないままですか?実際に気流が溶融材料を吹き飛ばしているのでしょうか?

• 微細で均一な連続バリ多くの場合、焦点位置、切断速度、またはガス流量の偏差に関連しています。
• 特定の方向または局所的にのみバリが発生するノズルの位置ずれ（中心軸からのずれ）、シートの反り、またはカッティング ヘッドのスタンドオフ距離の変動を示唆します。-
• 不規則または変動するバリつまり、ガス源の圧力と流量が安定しているかどうかを確認する必要があります。

パラメーターを操作する前に、まずバリの形態を分析します。-これにより、通常、トライアルやエラーを繰り返すよりもはるかに多くの資料を節約できます。--

材料、シートの厚さ、アシストガスが異なると形成されるバリは同一ではないことに注意してください。単一の一般的な「バリ参照チャート」を厳密に適用することはできません。たとえば、窒素-によるステンレス鋼の切断による硬いドロスと、酸素による炭素鋼の切断による酸化物-は似ているように見えますが、根底にある熱反応や必要な調整はまったく異なる場合があります。必ず最初に材質、シートの厚さ、ガスの種類、元のプロセス設定を確認してください。

より実践的なアプローチは、機械が良好な動作状態にあるときは、認定されたサンプル部品と完全なプロセス記録を保持します。問題が発生した場合は、小規模なテスト カットを実行する前に、新しいサンプルと古いサンプルを項目ごとに比較し、-カットの色、縞模様、底部のドロス、方向によるばらつきを確認してください-。-これにより、お使いのマシンと材料に固有のベースラインが得られ、オンラインで見つけた写真のみに基づいて原因を推測するよりもはるかに信頼性が高くなります。

ノズルはレーザービームとアシストガスの両方を同時に拘束します。ノズル先端にスラグが付着している場合、またはノズルの焼け跡や変形がある場合、または交換後に同軸度が調整されていない場合は、コントローラのガス圧力の読み取り値が完全に正常であっても、切り口に入る空気の流れが片側に偏る可能性があります。-

サイト上の一般的な標識には次のものが含まれます:{0}

• 同じ円形輪郭に沿ったさまざまな方向のさまざまな程度のバリ (特に、精密丸穴加工).
• 異なる方向に直線をカットすると、カットエッジの品質が変化します。
• ノズルは視覚的には問題ないように見えますが、テープ ショット テストまたは内蔵機器のチェックにより、ビーム スポットが中心からずれていることがわかります。{{1}

検査を行う際には、最初にマシンをシャットダウンし、標準に従ってくださいファイバーレーザーカッターの操作手順.次に、ノズルの開口部が完全に円形であり、スパッタや衝撃痕がないことを観察します。ノズルの型式、オリフィス径、取り付け状態をご確認ください。最後に、機器の説明書に従って同軸度を校正します。

重要な注意事項:ノズルの開口部を硬いもので突かないでください。また、「新しいノズル」を取り付けるだけで自動的にノズルの状態が正しいと考えないでください。

ファイバーレーザー切断ヘッドの保護レンズは、ほこり、煙、スパッタを隔離する役割を果たします。レンズ表面に曇り、油膜、またはマイクロバーンスポットが現れると、その透過率とビーム特性が変化し、局所的な加熱（熱レンズ）が発生する可能性があります。オペレータには設定パワーの変化が見られませんが、ワークピースに照射される有効ビームが安定しなくなる可能性があります。

さらに、レンズの交換、カッティング ヘッドの衝突、オート フォーカス機構の異常、またはキャリブレーション ステータスの変化によっても、実際の焦点位置がパラメータ チャートからずれる可能性があります。{0}薄いシートはまだなんとか切断できるかもしれませんが、わずかに厚いプレートや小さな穴の輪郭では、通常、これらの問題が最初に露呈します。

適切なアプローチはない「簡単に拭く」ためだけに光路を頻繁に分解すること。代わりに、最初に機械のアラーム、保護レンズの監視値 (温度/透過率)、およびカット品質の変化を観察し、次にメーカーが指定するクリーンルーム手順に従ってレンズを検査または交換します。標準以下の環境、洗浄剤、またはレンズの取り外しおよび取り付け時の取り扱い技術は、実際には新たな粒子や傷が発生する可能性が高く、全体に影響を与えます。金属切削の品質管理.

アシスト ガスの役割は単に「切断プロセスに参加する」だけではなく、-より重要なのは、切り口から溶融金属を継続的に排出する必要があることです。ガスシリンダーまたは貯蔵タンクの正常な圧力は、特定の測定点における静圧または上流の圧力が正常であることを示すだけです。動的切断中にノズル出口で適切な圧力、流量、純度が維持されることを証明するものではありません。

フィルターの詰まり、パイプ径の小ささ、取り付けの制限、ガスを同時に使用する複数の機械、またはバルブグループの応答の遅さなどの要因はすべて、原因となる可能性があります。動的圧力降下。窒素を使用してステンレス鋼を切断する場合、流量または純度が不十分であると、底部のドロスや切断エッジに沿った黄ばみが発生することがよくあります。より深い技術的洞察については、ガイドを参照してください。レーザー切断用の補助ガスの選択.

ガスラインのトラブルシューティングは、ガス流路に沿って段階的に行う必要があります。--

装置がアイドル状態のときに圧力計を一目見るだけではなく、実際の切断プロセス中に動的な圧力と流量を監視することが最善です。

材料が同じ指定でラベル付けされている場合でも、{0}「304 ステンレス鋼」や「Q235 炭素鋼」など-、加熱バッチ、表面状態、厚さの公差、コーティング、錆のレベルが異なると、ばらつきが存在する可能性があります。表面保護フィルム、油汚れ、またはミルスケールにより、エネルギー吸収と切断安定性が変化する可能性があります。さらに、シート表面が不均一であるとスタンドオフ距離が変化し、気流結合と気流結合に直接影響を与えます。レーザー最先端の特性.

したがって、シート、バッチ、サプライヤーを変更した直後にバリが現れ始めても、すぐに機械が壊れていると考えないでください。比較テストカットを実行するために、以前にスムーズにカットしたシート素材を保管しておきます。-これにより、通常、「機器の問題」と「材料の問題」をすぐに区別できます。

ノズル、同軸度、レンズ、焦点校正、ガス ライン、材料を確認した後でのみ、パラメータの微調整に進む必要があります。{0}まず、構造化された方法論を使用してデフォルト設定を復元することをお勧めします。レーザー切断プロセスパラメータの決定。次に、バリの形態に基づいて、切断速度、焦点位置、ガス圧力、またはスタンドオフ距離を少しずつ調整します。

一度に 1 つの変数のみを変更し、部品番号、材料バッチ、ノズル仕様、レンズ状態、焦点、速度、ガス圧力を記録します。そうしないと、3 つまたは 4 つの設定を一度に変更すると、たとえカット品質が向上したとしても、どの調整が実際に機能したかがわからなくなり、次回からまた試行錯誤を繰り返すことになります。

オンサイト操作は次の順序で実行できます。-

1. 診るバリの位置、方向、連続性、色。
2. チェックノズルオリフィス、ノズルモデル、同軸度、および高さ制御（スタンドオフ）。
3. 検査する保護レンズ、フォーカス校正、カッティングヘッドの状態。
4. 確認する動的ガス圧力、流量、純度、ライン制限。
5. 比較する前のバッチのシート素材を使用し、最後のステップとして単一の変数のみを使用してパラメータを微調整します。{0}

レーザー切断の品質が低下した場合、最も危険な考え方は次のようなことを想定することです。パラメーターが変わっていないので、装備の状態も変わっていません。 パラメータは単なるコマンドです。-これらのコマンドが最終的にどのように実行されるかを決定するのは、ノズル、光路、ガス ライン、材料です。パラメータの最適化について議論する前にマシンの状態を最適な状態に戻すことは、通常、やみくもに出力を増やすよりも早く、新たな問題が発生する可能性がはるかに低くなります。