激光切割机实际操作步骤(激光切割机使用过程中容易忽视的问题)

激光切割机(图1)以高精度、高效率、快速成形在切割领域很快受到众多企业的一致认可。当今制造业进入一个高速发展的阶段,激光切割机成为这些成长型企业的必选数控装备,那么使用过程中的问题也是值得我们去探讨的。

激光切割使用的气体

激光发生器气体

激光切割机实际操作步骤(激光切割机使用过程中容易忽视的问题)(1)

图1 钣激光切割机

激光应用到钣金切割与激光发生器的品质有密切联系,其中激光发生器使用的激光混合气体(CO2、He、钣N2按特定百分比混合成的一种专用气体)的纯度尤为重要,国内气体供应商只能生产高纯CO2和高纯N2,高纯He长期依赖进口,厂家的气体质量与气体设备的发展滞后有一定的联系。气体以次充好,纯度下降,长期使用不符合要求的气体会导致激光发生器内的真空玻璃管提前老化,轻微的粉尘足以使激光发生器引发不可避免的事故,造成人身安全。具体纯度要求为:CO2钣99.995%、He钣99.996%、N2钣99.999%。

激光切割辅助气体

激光切割过程中辅助气体(碳钢为O2,不锈钢为N2,铝板为压缩空气)的纯度直接影响零件断面的美观,氧气纯度99.95%对于碳钢切割来说断面没有毛刺、无光泽;氧气纯度99.99%对于碳钢切割来说断面无毛刺、微光泽;氧气纯度99.999%对于碳钢切割来说断面无毛刺、光泽度良好。如何在切割碳钢过程中判断氧气不纯?工程师可以采用10mm的碳钢板进行试切割(机床各项参数不变的情况下)氧气不纯断面无光泽、毛刺较大。

氮气纯度99.95%在切割不锈钢的过程中断面无光泽、有毛刺;氮气纯度99.99%无论切割不锈钢还是铝板断面光滑、光亮。如何在不锈钢切割过程中来判断好坏?工程师可以采用3mm的不锈钢进行试切割(机床各项参数不变的情况下)气体好则光亮、光滑,气体纯度达不到则出现微毛刺,断面有烧灼。但是有一点要注意,激光切割对不锈钢、铝板、高反射材料比较敏感,很容易导致镜片损坏,所以切割过程中尽可能降低激光功率,增加氮气的供应量可以取得良好的切割效果。激光切割对压缩空气的要求比较高,需要采用三级除水外加干燥并能对机床进行独立供气,从而保证光路系统稳定运行。

激光切割机主要控制系统

自动化电气控制系统

普通的机床控制采用单片机应该足够了,但是激光切割机要进行复杂的运算,自动校正切割头,自动交换平台,需要一套全新的电气化解决方案。最新式的采用电柜式设计,明确了每个模块所负责的功能,当出现故障后可以显示报警代码。需要注意打开电柜复位,千万不能用手直接触摸任何元器件,检修时要戴电柜内部配备的防静电护腕,也要尽量避免潮湿环境,还要保证电柜内部散热系统能够正常运行。另外要经常用2Pa的压力吹掉电柜内部的灰尘,因为很小的灰尘足以造成短路,后果可想而知。

光路传导系统

激光从发生器激发后需要通过镜片的折射才能形成整条光路,照射到零件表面生成激光束。对于镜片的日常擦洗可以延缓镜片(激光设备所使用的镜片破碎后有辐射危险)的提前老化,清洗时用丙酮(不推荐酒精)配合纯棉是最好的选择。某天在切割时突然发现参数无论怎么调整都达不到良好的断面,反蓝光;此时就需要校准光路的焦点(注意安全,戴好防辐射装备),每个设备的调整原理一样(请遵照厂家的方法去调整)只要将各个光路点调整到十字的中心位置容许偏差±0.5mm左右。接下来的切割也需要重新调整切割头的焦距,慢慢试验后才知道。

机械控制系统

激光切割机对工作环境要求无尘化,由于切割时自身也会有灰尘,防尘罩(图2)合理的更换期限是两年,所以日常保养尤为重要。灰尘进入轴承、齿轮内部,会减少其使用寿命,到一定的时间清洗上油对其增加其使用寿命有显著效果。切割工作台交换部分是激光切割机的核心部分之一,未交换时,注意环顾四周有何异物,细小的铁块留在导轨内足以造成切割工作台侧翻以及其他安全事故。

激光切割机实际操作步骤(激光切割机使用过程中容易忽视的问题)(2)

图2 钣激光切割机防尘罩

安全防护系统

早前很多国内的激光厂商大肆开发市场,出于成本考虑,所有国内激光设备是没有安全防护系统的,导致事故频发根本原因是操作人员素质偏低、违规操作。激光厂商并未对其进行系统化的安全培训。当我国激光厂商互相打价格战的时候,国外的激光厂商早就把安全培训以及制定严格日常操作规范立项成册,并在激光设备上安装了严格的安全防护系统。国内血的教训还在上演,百超激光切割机的安全防护可以说很到位了,有些客户为了方便直接拆了防护门,把安全门及其光栅直接屏蔽,极容易造成重大事故。

其他

对于有些故障无法复位的请及时与厂商联系,严禁私自拆开检修。激光切割机是一套很严谨的自动化设备,因此机床某些备件到了时间请及时更换,否则牵一发而动全身。环境温度变化时冷水机内的制冷剂一定要加满。频繁的停机会导致激光发生器提前老化,所以每两年要对其保养一次。

结束语

以上的分析是在使用激光切割机的过程中及从周边用户那里发现的一些问题和感受,均是一些不太引起用户重视的地方,容易忽视但后果很严重。通过本文的阐述希望能够引起同行的重视。

——摘自《钣金与制作》 2014年第8期

激光切割机实际操作步骤(激光切割机使用过程中容易忽视的问题)(3)

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