Fiber lazer kesim: doğrudan yanıtlar

Azotla kesilen paslanmaz çelikte çapak, neredeyse her zaman ergiyiğin yeterince hızlı üflenip atılamadığı anlamına gelir: güce göre çok düşük kesim hızı, düşük azot basıncı ya da saflığı, aşınmış veya merkezi kaçmış nozul, ya da sac içinde çok yukarıda kalan odak. Nozulun durumu ve gaz basıncıyla başlayın — atölyedeki çapak vakalarının çoğunu bu ikisi açıklar.

Daha önce kesip geçen bir tezgâh artık geçemiyorsa, ışın ya saca giderken enerji kaybediyordur ya da yanlış yere düşüyordur. Olasılık sırasıyla: kirli veya çatlak koruyucu cam, aşınmış nozul, odak kayması, gaz basıncı düşüşü ve ancak en sonda kaynağın kendisi.

Karbon çelikteki cüruf, gaz onu uzaklaştıramadan katılaşmış ergimiş oksittir. Alışılmış kollar şu sırayla: oksijen basıncı (kalın levhada çoğu zaman fazla yüksektir), kesim hızı, odak konumu ve nozul mesafesi. 10 mm üzeri levhada cüruf sorunlarının çoğu bir basınç ve odak sorunudur, güç sorunu değil.

Kesim çizgileri, kararsız bir ergime cephesinin parmak izidir. Kaba, geriye sürüklenen çizgiler ergiyiğin yetişemediğini gösterir — genelde hız, odak ya da gaz dinamiği yüzünden. İnce ve düzgün çizgiler normaldir ve tamamen yok edilemez; sizin kontrol ettiğiniz şey derinlikleri ve kenarın neresinden itibaren başladıklarıdır.

Sıçrantı, ergiyiğin kerften aşağı gitmek yerine kafaya doğru geri fırlatılmasıdır — genelde kalın malzemeyi çok agresif delme, çok düşük ayar mesafesi (standoff) veya nozula göre çok yüksek basınçtan kaynaklanır. Nozulu hızla tıkar ve tıkalı nozul da sıçrantıyı daha da kötüleştirir.

Koniklik, ışının tüm kalınlık boyunca düz duvarlı bir kesim sağlayamadığı anlamına gelir: genelde kalın malzemede yüzeyde veya üzerinde kalan odak, biraz yüksek hız ya da ışını yayan aşınmış bir lens. Bu, ışının kat etmesi gereken derinliğin daha fazla olduğu 8–10 mm üzeri levhalarda çoğunlukla görülür.

Pratik kural: azotla keserken odak yüzeyin altına iner — kabaca kalınlığın üçte biri ile üçte ikisi kadar aşağı. Karbon çeliği oksijenle keserken odak yüzeyde ya da hafif üstündedir. 2 mm altındaki ince sacda her iki durumda da odak sıfıra yakındır.

Delme süresi kalınlıkla büyür: 6 kW fiberde ince sac saniyenin çok altında delinir, 10 mm yaklaşık bir saniye alır, 20 mm levha ise rampalı güçle bir ila üç saniye ister. Kalın malzeme, kesim odağından daha yukarıda bir odakla ve düşük basınçlı oksijenle delinir, sonra kesim parametre setine geçilir.

Hız kalınlıkla sert biçimde düşer ve gaza bağlıdır: 6 kW fiber, 1 mm paslanmazı azotla 30–40 m/min, 6 mm’yi yaklaşık 5 m/min, 10 mm’yi 2–3 m/min keser. Karbon çelik oksijenle ince sacda daha yavaştır, ama azotun pratik olmaktan çıktığı 20 mm levhada bile kesmeye devam eder.

Kerf, ışının fiilen kaldırdığı malzeme genişliğidir — testere kesiğinden dar, ama sıfır değil. 3–6 kW fiberde ince sacda genelde 0,1–0,3 mm’dir ve 10 mm üzerinde 0,4–0,6 mm’ye çıkar; bunu belirleyen esas etken nozul çapı, odak ve kesim gazıdır.

Nozul çapı kalınlığı ve gazı izler: karbon çeliğin oksijenle kesiminde 1,0–1,5 mm küçük tek nozullar, ergiyiği temizlemek için geniş ve yüksek basınçlı jet gereken azotla kesimde 1,4–3,0 mm daha büyük çift nozullar. Fazla büyük nozul gazı israf eder ve jeti yumuşatır; fazla küçüğü kesim aralığını aç bırakır.

Tüketimi belirleyen lazer gücü değil, nozul çapı ve basınçtır: 15 bar’da 2,0 mm nozul kesim aralığından kabaca 30–45 m³/h geçirir, 20 bar’da 3,0 mm nozul ise 90 m³/h’i aşabilir. Kalın levhanın azotla kesiminin parça maliyetindeki en büyük tek kalem olmasının nedeni budur.

Oksijen keserken yanar, bu yüzden karbon çelikte daha hızlı ve daha ucuzdur ve daha kalın malzemeye ulaşır, ama oksitli bir kenar bırakır. Azot yalnızca ergiyiği üfleyip atar; paslanmaz ve alüminyumda temiz, kaynaklanabilir, korozyona dayanıklı bir kenar verir — daha yüksek basınç, daha düşük hız ve çok daha yüksek gaz maliyetiyle.

Alüminyum, paslanmaza benzer şekilde yüksek basınçlı azotla kesilir, ama yüksek yansıtıcılığı ve ısı iletkenliği, aynı kalınlık için daha fazla güç payı gerektirdiği ve kirli bir lensi ya da hafif kaçık odağı çok daha az affettiği anlamına gelir — ikisi de sadece kalite düşüşüne değil, kesimin tamamen kaybolmasına yol açar.

Evet, hem de azottan daha hızlı ve ucuz, ama kenar oksitlenir: koyulaşır ya da saman rengine döner ve tam kesim yerinde korozyon direncini kaybeder. Kalın levha, yapısal parçalar ve sonradan taşlanan veya boyanan her şey için uygundur — görünür ya da kaynak açısından kritik parçalar için değil.

Parça başı maliyet; yardımcı gaz, elektrik, sarf malzemeleri (nozul, lens, filtre) ve makine süresidir — azotlu işlerde büyüklük sırası kabaca böyledir. İnce karbon çelikte oksijenle gaz ve sarf malzemeleri ucuzdur ve makine süresi baskındır; kalın paslanmazda azotla ise gazın tek başına en büyük kalem olması sık görülür.

Bu, tezgâh gücüne değil, haftada kaç saat kesim yapıldığına ve tüp fiyatına bağlıdır. Tüp azotla günde birkaç vardiya paslanmaz kesen bir atölye orta boy bir jeneratörü genelde bir-iki yılda amorti eder; azotu ara sıra kullanan bir atölye nadiren başa baş noktasına ulaşır.

İşleyen bir rutin dört aralığı kapsar: günlük lens ve nozul kontrolleri, haftalık ray ve optik temizliği, aylık gaz hattı ve filtre incelemesi ve takvime değil çalışma saatine göre takip edilen periyodik chiller ve ışın yolu servisi. Günlük kontrolleri atlamak, bu sitede başka yerlerde ele alınan kusurların çoğuna sebep olan şeydir.

Hizasızlık, tek bir bariz kusur olarak değil, yöne veya masadaki konuma göre değişen bir kalite olarak ortaya çıkar: bir eksende iyi kesip diğerinde kaba, ya da merkeze yakın iyi, kenarlara doğru daha kötü. Işın yolunda iki noktada yapılan bir yanma kağıdı testi, bunu sadece kesimden tahmin etmekten daha hızlı bulur.

Çoğu hata kodu iki aileye ayrılır: chiller kodları (sıcaklık, akış, basınç — genelde E önekli) ve servo sürücü alarm kodları (enkoder, aşırı ısınma, iletişim — genelde sürücü ekranında harf kodları). İkisi de lazer kaynağının kendisini değil, belirli bir alt sistemi işaret eder ve çoğunun servis çağırmadan önce basit bir ilk kontrolü vardır.