“滑溜渣”指的是在切割圓孔時,孔內壁靠近底部的位置附著了一圈或一段難以去除的、光滑堅硬的熔渣。這通常是因為圓孔切割時,軌跡是封閉的,熱量容易積累;且在即將切斷的瞬間,支撐材料變少,散熱條件急劇變化,導致部分熔融金屬未能被完全吹走,而是粘附在切口下部,冷卻后形成光滑的渣瘤。解決這個問題的思路需要更有針對性,除了調整通用參數,更要關注圓孔切割的特殊性。
一、 核心原因分析(為什么圓孔特別容易有滑溜渣?)
1. 熱量積累:激光頭在切割圓孔時始終在一個小范圍內旋轉,熱量非常集中,尤其是切割快結束時,板材已經非常熱,更容易產生過熔的金屬液。
2. 氣流變化:在切割直線時,氣流方向穩定。但在切割小圓孔時,特別是當噴嘴與板材距離控制不完美時,切縫內的氣流會變得不穩定,影響排渣效果。
3. 速度曲線:機床在走圓角時,存在加減速過程。在速度較慢的拐點處,激光能量輸入相對過多,容易導致局部過熔。
4. 支撐不足:當切割即將完成,圓孔芯料即將掉落時,它對熔融金屬的“支撐”作用消失,這部分金屬失去了向上的支撐力,更容易在重力作用下向下流淌并粘附在孔壁下緣。
二、 針對性解決方案(從易到難)
步驟一:優化切割參數(首要任務)
1. 降低切割速度(非常有效):
· 原理:給輔助氣體足夠的時間將熔融金屬完全吹走,尤其是在圓孔切割的收尾階段。
· 操作:在數控系統的參數表中,專門為小圓孔(例如根據孔徑大小設置條件)設置一個比切割外形更慢的切割速度。通常可以設置為直線切割速度的70%-80%。
2. 調整氣體參數:
· 增加氣體壓力:確保有足夠的氣流動力將熔渣吹出。對于氮氣切割不銹鋼,這點尤其重要。
· 使用“微連”或“過燒”功能:
· 微連:在圓孔切割路徑的終點前,程序自動設置幾個微小的連接點不切透,使芯料不掉落。切割完成后,機床暫停,人工或機械手輕輕一敲,芯料即可脫落。這能有效避免收尾時因芯料掉落造成的渣瘤。
· 過燒:在圓孔切割的終點,激光頭在原地稍微停留(如0.2-0.5秒),并保持氣體噴射,專門“燒掉”可能殘留的熔渣。
3. 優化功率和頻率:
· 降低功率/采用脈沖模式:在圓孔切割的收尾階段,可以適當降低激光功率,或從連續模式切換到脈沖模式。脈沖模式可以產生“沖擊”效應,更有利于將粘稠的熔渣擊碎并吹走,同時避免持續加熱。
步驟二:使用先進的切割工藝(現代數控系統的關鍵功能)
1. 圓孔專家功能 / 智能孔切割:
· 這是解決該問題的最有效方法之一。高端激光切割系統(如通快、百超、宏石、邦德等品牌)通常內置此功能。
· 工作原理:系統在切割圓孔時,會自動進行以下優化:
· 自動調整圓孔切割速度,保持勻速或優化加減速曲線。
· 自動調整焦點位置和激光功率,在收尾階段進行優化。
· 自動引入“過燒”或“微連”邏輯。
· 操作:在編程軟件中,為圓孔選擇“智能孔”或“QualityCut”等工藝選項,并填入孔徑信息,系統會自動調用優化后的參數。
2. 調整切割路徑引入/引出線:
· 將圓孔的切割引入線設置在圓孔的內側,并采用圓弧引入 的方式,而不是直線引入。這可以使切割過程更加平滑,減少在起點和終點處的質量缺陷。
步驟三:檢查并維護設備(基礎保障)
1. 焦點位置:確保焦點位置準確。對于厚板,通常使用負離焦(焦點在板材內部)。不正確的焦點會導致能量密度不足,切割不透,產生大量熔渣。
2. 噴嘴狀態和高度:檢查噴嘴是否損壞、孔徑是否合適(切割厚板和小孔建議用稍大孔徑的噴嘴),并確保噴嘴高度(Cap高度)恒定。不穩定的高度會導致氣流紊亂。
總結與操作流程建議
當您遇到圓孔滑溜渣問題時,請按以下順序排查:
1. 首選方案:檢查您的數控系統是否有 “圓孔專家”或“智能孔” 功能。如果有,請優先啟用并調試這個功能,這是最直接、最智能的解決方案。
2. 手動優化:如果沒有智能功能,則手動修改參數:
· 降速:顯著降低圓孔的切割速度。
· 加氣:適當提高氣體壓力。
· 設置過燒/微連:在編程時為圓孔添加過燒時間或微連點。
3. 基礎檢查:確認焦點、噴嘴、鏡片等硬件狀態良好。
簡單來說,解決圓孔滑溜渣的核心理念就是:在圓孔切割的收尾階段,通過“降速、加氣、點射(脈沖/過燒)”的方式,確保最后一滴熔融金屬被干凈利落地吹走,而不是粘在孔壁上。
通過這種有針對性的參數調整,可以極大地改善圓孔的切割質量,實現“滑溜無渣”的效果。