“滑溜渣”指的是在切割圆孔时,孔内壁靠近底部的位置附着了一圈或一段难以去除的、光滑坚硬的熔渣。这通常是因为圆孔切割时,轨迹是封闭的,热量容易积累;且在即将切断的瞬间,支撑材料变少,散热条件急剧变化,导致部分熔融金属未能被完全吹走,而是粘附在切口下部,冷却后形成光滑的渣瘤。解决这个问题的思路需要更有针对性,除了调整通用参数,更要关注圆孔切割的特殊性。
一、 核心原因分析(为什么圆孔特别容易有滑溜渣?)
1. 热量积累:激光头在切割圆孔时始终在一个小范围内旋转,热量非常集中,尤其是切割快结束时,板材已经非常热,更容易产生过熔的金属液。
2. 气流变化:在切割直线时,气流方向稳定。但在切割小圆孔时,特别是当喷嘴与板材距离控制不完美时,切缝内的气流会变得不稳定,影响排渣效果。
3. 速度曲线:机床在走圆角时,存在加减速过程。在速度较慢的拐点处,激光能量输入相对过多,容易导致局部过熔。
4. 支撑不足:当切割即将完成,圆孔芯料即将掉落时,它对熔融金属的“支撑”作用消失,这部分金属失去了向上的支撑力,更容易在重力作用下向下流淌并粘附在孔壁下缘。
二、 针对性解决方案(从易到难)
步骤一:优化切割参数(首要任务)
1. 降低切割速度(非常有效):
· 原理:给辅助气体足够的时间将熔融金属完全吹走,尤其是在圆孔切割的收尾阶段。
· 操作:在数控系统的参数表中,专门为小圆孔(例如根据孔径大小设置条件)设置一个比切割外形更慢的切割速度。通常可以设置为直线切割速度的70%-80%。
2. 调整气体参数:
· 增加气体压力:确保有足够的气流动力将熔渣吹出。对于氮气切割不锈钢,这点尤其重要。
· 使用“微连”或“过烧”功能:
· 微连:在圆孔切割路径的终点前,程序自动设置几个微小的连接点不切透,使芯料不掉落。切割完成后,机床暂停,人工或机械手轻轻一敲,芯料即可脱落。这能有效避免收尾时因芯料掉落造成的渣瘤。
· 过烧:在圆孔切割的终点,激光头在原地稍微停留(如0.2-0.5秒),并保持气体喷射,专门“烧掉”可能残留的熔渣。
3. 优化功率和频率:
· 降低功率/采用脉冲模式:在圆孔切割的收尾阶段,可以适当降低激光功率,或从连续模式切换到脉冲模式。脉冲模式可以产生“冲击”效应,更有利于将粘稠的熔渣击碎并吹走,同时避免持续加热。
步骤二:使用先进的切割工艺(现代数控系统的关键功能)
1. 圆孔专家功能 / 智能孔切割:
· 这是解决该问题的最有效方法之一。高端激光切割系统(如通快、百超、宏石、邦德等品牌)通常内置此功能。
· 工作原理:系统在切割圆孔时,会自动进行以下优化:
· 自动调整圆孔切割速度,保持匀速或优化加减速曲线。
· 自动调整焦点位置和激光功率,在收尾阶段进行优化。
· 自动引入“过烧”或“微连”逻辑。
· 操作:在编程软件中,为圆孔选择“智能孔”或“QualityCut”等工艺选项,并填入孔径信息,系统会自动调用优化后的参数。
2. 调整切割路径引入/引出线:
· 将圆孔的切割引入线设置在圆孔的内侧,并采用圆弧引入 的方式,而不是直线引入。这可以使切割过程更加平滑,减少在起点和终点处的质量缺陷。
步骤三:检查并维护设备(基础保障)
1. 焦点位置:确保焦点位置准确。对于厚板,通常使用负离焦(焦点在板材内部)。不正确的焦点会导致能量密度不足,切割不透,产生大量熔渣。
2. 喷嘴状态和高度:检查喷嘴是否损坏、孔径是否合适(切割厚板和小孔建议用稍大孔径的喷嘴),并确保喷嘴高度(Cap高度)恒定。不稳定的高度会导致气流紊乱。
总结与操作流程建议
当您遇到圆孔滑溜渣问题时,请按以下顺序排查:
1. 首选方案:检查您的数控系统是否有 “圆孔专家”或“智能孔” 功能。如果有,请优先启用并调试这个功能,这是最直接、最智能的解决方案。
2. 手动优化:如果没有智能功能,则手动修改参数:
· 降速:显著降低圆孔的切割速度。
· 加气:适当提高气体压力。
· 设置过烧/微连:在编程时为圆孔添加过烧时间或微连点。
3. 基础检查:确认焦点、喷嘴、镜片等硬件状态良好。
简单来说,解决圆孔滑溜渣的核心理念就是:在圆孔切割的收尾阶段,通过“降速、加气、点射(脉冲/过烧)”的方式,确保最后一滴熔融金属被干净利落地吹走,而不是粘在孔壁上。
通过这种有针对性的参数调整,可以极大地改善圆孔的切割质量,实现“滑溜无渣”的效果。