“开始切割效果很好,但持续切割一段时间后,开始出现刮渣、挂渣(熔渣粘附在工件背面)的现象。”这通常不是单一原因造成的,而是工艺参数、设备状态和材料特性在长时间运行下不匹配或发生波动的结果。可以从以下几个方面系统地排查原因:
一、 最可能的原因:工艺参数不稳定
这是最常见的问题所在,尤其是当设备运行一段时间后,热变形等因素会改变切割环境。
1. 焦点位置漂移
· 现象:开始很锋利,后来切不透,渣变多。
· 原因:激光头在长时间运行后,由于热胀冷缩或机械振动,焦点位置可能发生了微小变化。即使是0.1mm的变化,也会显著影响切割质量和挂渣情况。
· 排查:检查并重新校准焦点。确保随动系统(电容调高器)工作正常,能始终保持正确的喷嘴到板材的距离。
2. 气体压力和纯度问题
· 气压不足/波动:
· 原因:空压机供气不足、气管漏气、调压阀不稳定。随着切割持续进行,气瓶压力下降或空压机负载变化,导致气压无法维持最佳值。
· 影响:辅助气体无法及时吹走熔渣,导致熔渣在背面冷却附着。
· 气体纯度不够:
· 原因:特别是使用氧气切割碳钢时,氧气纯度不够(低于99.95%)会引入杂质,影响燃烧反应,导致渣量增多且粘稠。
· 影响:氮气切割不锈钢时,如果氮气纯度不够,会使材料氧化,产生难以吹走的黑色硬渣。
3. 切割速度不匹配
· 原因:设备长时间运行后,速度可能因驱动器或电机发热而有微小波动。或者,开始的参数就是临界值,稍有变化就变得不理想。
· 影响:速度过快,材料切不透,熔渣向下喷溅并凝固在背面;速度过慢,过度燃烧,渣量多且粗糙。
二、 设备状态和易损件损耗
设备在运行中,某些部件会逐渐损耗,导致性能下降。
1. 喷嘴磨损或污染
· 现象:新喷嘴时很好,用一段时间后变差。
· 原因:喷嘴中心孔因长时间高温和火花飞溅而变大、变形或不圆。这会导致气体流场紊乱,保护镜片和吹渣能力下降。
· 排查:立即检查并更换喷嘴! 这是最廉价且最快速的排查方法。确保喷嘴型号和孔径正确。
2. 保护镜片污染
· 原因:镜片上有灰尘、油污或微小的水汽。这会降低激光功率,相当于“戴了墨镜”在切割。
· 影响:实际到达工件的激光功率不足,导致切不透,从而产生挂渣。
· 排查:停机检查镜片(聚焦镜和保护镜)。如有污染,用无水乙醇和擦镜纸小心清洁。如果发现有无法擦除的白点或烧伤点,请立即更换。
3. 激光器功率衰减或不稳定
· 原因:激光器本身输出功率随着使用时间增长而衰减,或在长时间工作后因温度变化而出现功率波动。
· 排查:使用功率计测量激光器的实际输出功率是否与设置值相符。这需要专业人员操作。
三、 材料和环境因素
1. 材料问题
· 材质不均:同一张板材,不同区域的合金成分、表面涂层(如锌层)厚度可能有细微差异。
· 表面状况:板材表面的锈迹、油污、油漆会影响切割效果。
· 板材温度:连续切割时,板材本身会升温,材料的导热性和对激光的吸收率会发生变化,影响切割稳定性。
2. 环境温度:车间环境温度过高,会影响激光器和光学系统的散热效率,可能导致功率不稳定或焦点漂移。
系统性排查步骤(从简到繁,从便宜到昂贵)
建议你按照以下顺序进行排查和解决:
1. 第一步:立即检查与更换易损件
· 更换一个新喷嘴。这是首要步骤,成本最低,效果最直接。
· 检查并清洁保护镜片和聚焦镜。确保光学系统洁净。
2. 第二步:检查气体系统
· 检查气压表读数是否稳定,是否与设定值一致。
· 检查所有气管接头是否有漏气的“嘶嘶”声。
· 确认气体纯度是否符合要求(特别是氧气和氮气)。
3. 第三步:复核工艺参数
· 重新进行焦点校准。做一个焦点标定测试,找到当前最佳焦点。
· 进行工艺测试。用一块新的同材质板材,从低速到高速测试,找到最佳的功率、速度、气压组合。与之前的参数对比,看是否需要优化。
4. 第四步:检查设备机械和控制系统
· 检查导轨、丝杠是否润滑良好,有无异物。
· 检查切割头随动系统(电容调高器)是否灵敏,喷嘴与板材的距离是否在全程保持恒定。
5. 第五步:联系设备供应商或激光器厂商
· 如果以上所有步骤都无法解决问题,可能是激光器功率衰减、控制系统或软件等更深层次的问题,需要专业技术人员进行诊断。
总结:
“开始好,后来差”的问题,大概率指向易损件损耗(喷嘴/镜片) 或工艺参数在长时间运行下的不稳定性(焦点/气压)。可以优先从这两个方面入手,通常能快速解决问题。