1. Introdução à cabeça de corte
Atualmente, os cabeçotes de corte utilizados no mercado de máquinas de corte a laser de fibra são principalmente as séries LightCutter (Figura 1) e ProCutter (Figura 2) da PRECITEC, uma empresa alemã.
Estas duas séries de cabeças de corte são adequadas para potência de laser nas seguintes faixas: LightCutter≤2500W, ProCutter≤6000W.
2. Análise do Processo de Contaminação da Cabeça de Corte
Conforme mostrado na Figura 3, os componentes ópticos dentro da cabeça de corte consistem em 2 espelhos de colimação, 3 espelhos de foco e 4 espelhos de proteção. A poluição dessas lentes afeta diretamente o processo de corte da máquina-ferramenta.
Com base em testes de processo de longo prazo e extensa análise de utilização do cliente, os principais fatores que causam poluição na cabeça de corte são os seguintes:
①Método de instalação inadequado da cabeça de fibra óptica.
②Fraco efeito de vedação da cabeça de corte.
③Método impróprio de substituição de espelhos de proteção.
④Tempo de controle de processamento irracional.
⑤Dados não científicos do processo de corte.
⑥Uso de peças vulneráveis de baixa qualidade para a cabeça de corte (espelhos de proteção, anéis de vedação, etc.).
⑦Operação e uso inadequados pelo cliente final.
⑧Método incorreto de manutenção e reparo da cabeça de corte.
- 1. Conector de fibra óptica
- 2. Módulo de colimação contendo dois espelhos de colimação
- 3. Módulo de focagem contendo dois espelhos de focagem
- 4. Caixa de janela protetora
- 5. Sensor
- 6. Porca de travamento de cerâmica
- 7. Anel cerâmico
- 8. Bocal
- 9. Conector do cabo coaxial (conector do cabo do transceptor)
Leitura relacionada: Manchas pretas em lentes de corte/soldagem a laser: causas e soluções exploradas
3. Pesquisa sobre prevenção da poluição por cabeças de corte
Embora seja um desafio conseguir cabeças de corte absolutamente livres de poluição, existem métodos que podem ser empregados para prolongar o tempo entre as ocorrências de poluição e reduzir a gravidade da poluição. Isto pode ajudar a aumentar a vida útil da cabeça de corte e reduzir os custos de manutenção e reparação.
Abordando os fatores listados acima que contribuem para a poluição da cabeça de corte, as respectivas medidas podem ser tomadas da seguinte forma:
3.1 Melhorando o método de instalação do cabeçote de fibra óptica
Podem ser feitas melhorias no método de instalação garantindo que a cabeça de fibra óptica seja inserida horizontalmente na cabeça de corte e travada com segurança.
É importante manter um ambiente limpo durante o processo de instalação, e caso haja um número significativo de partículas em suspensão (poeira) no entorno, recomenda-se realizar esta tarefa antes das 6h00, ou seja, antes do início da instalação. o turno de trabalho.
3.2 Melhorando a eficácia da vedação da cabeça de corte
Dado o nível atual de fabricação mecânica, mesmo com a mais avançada tecnologia alemã, não é possível obter vedação absoluta para cabeças de corte a laser. Durante o uso subsequente, é inevitável que entre poeira e contamine as lentes.
A principal causa deste problema é o aumento da temperatura da cabeça de corte durante o processo de corte (o corte normal pode ser alcançado quando a temperatura da cabeça de corte é <55°C).
Isto leva a um aumento na pressão interna, fazendo com que alguns gases sejam liberados da cabeça de corte para o ambiente circundante.
Quando a cabeça de corte para de funcionar (após o turno de trabalho), a temperatura interna diminui para a temperatura ambiente, resultando na pressão interna ser inferior à pressão ambiente.
Gases ambientais contaminados com poeira serão então aspirados para a cabeça de corte até que as pressões interna e externa atinjam o equilíbrio, poluindo assim a cabeça de corte.
Para resolver este problema, a abordagem é manter uma pressão positiva (maior que a pressão ambiente) dentro da cabeça de corte para isolar a entrada de gases empoeirados do ambiente.
Os seguintes métodos podem ser empregados para melhoria:
①Forneça continuamente gás limpo, seco e isento de óleo na cabeça de corte. (Recomenda-se nitrogênio, com pressão de 0,15 bar ≤ P < 0,3 bar).
②Instale um sistema respiratório para manter sempre uma pressão positiva dentro da cabeça de corte.
3.3 Substituição adequada da lente protetora
Ao substituir a lente protetora, é necessário fazê-lo rapidamente. Ao mesmo tempo que remove a caixa da janela da lente protetora (Figura 3), sele imediatamente a janela na cabeça de corte com fita adesiva (vedando a abertura de instalação da caixa da janela da lente protetora).
Além disso, certifique-se de que nenhum objeto sujo entre em contato com as lentes protetoras e que os operadores evitem falar (para evitar respingos de saliva nas lentes protetoras).
3.4 Projeto Racional de Tempo de Controle de Máquina-Ferramenta
A velocidade de propagação da luz é mais rápida que a velocidade de transmissão do gás. Ao cortar ou perfurar, pode haver um atraso no gás de corte, fazendo com que o laser inicie o processamento antes que o gás de corte atinja a pressão ou vazão necessária, levando à contaminação da lente protetora.
Os seguintes métodos de melhoria podem ser implementados:
1. Modifique o tempo de emissão do laser e liberação de gás (corte de gás), instruindo a liberação de gás, aguardando um determinado período (espera de gás), emitindo laser e depois processando.
2. Mantenha uma certa pressão de ar (gás protetor) durante todo o processo de processamento.
A sequência de processamento deve ser a seguinte: instruir a liberação do gás de proteção, pré-processar a chapa (ler os dados de processamento e definir a origem), instruir a liberação do gás de punção, instruir a liberação do laser de punção, instruir a liberação do corte gás, instruir a liberação do laser de corte (contorno de corte), completar o corte do contorno, posicionar rapidamente para o próximo contorno, instruir a liberação do gás de punção, instruir a liberação do laser de punção, instruir a liberação do gás de corte, instruir a liberação de corte a laser (corte de contorno), complete o corte de contorno, repita o ciclo, finalize o processo de corte, desligue o gás de proteção e finalize o programa.
3.5 Dados do Processo de Corte Racional
O uso de dados racionais do processo de corte ajuda a prevenir a ocorrência de contaminação na cabeça de corte devido a cortes anormais.
3.6 Uso de consumíveis qualificados
O uso de consumíveis qualificados, como lentes protetoras e anéis de vedação, contribui para a vedação da cabeça de corte.
3.7 Procedimentos Operacionais Corretos
Siga as instruções fornecidas pelo fornecedor do equipamento para operar e usar corretamente a máquina-ferramenta.
3.8 Métodos de Manutenção Adequados
Certifique-se de que a cabeça de corte esteja limpa e seca e faça a limpeza diária.
4. Conclusão
Ao implementar os métodos de prevenção de contaminação acima mencionados, a contaminação das lentes ópticas dentro da cabeça de corte de fibra é significativamente melhorada.
A aplicação prática mostrou que com manutenção regular e atenção cuidadosa aos detalhes, falhas frequentes no corte de peças podem ser evitadas, prolongando assim a vida útil das lentes e aumentando a eficiência de produção do equipamento.
