레이저 절단 품질 관리 및 문제 해결(사용 설명서)

레이저 절단기를 사용하여 금속 재료를 가공할 때 최종 레이저 절단 품질이 첫 번째 관심사입니다. 금속 제작자의 경우 레이저 절단면 품질이 표준에 도달하지 못하면 재료가 낭비되고 생산 효율성이 감소하며 생산 비용이 증가합니다. 레이저 커팅을 취미로 삼거나 레이저 커팅으로 생계를 꾸려나가는 분들도 좋은 제품을 만들 수 있도록 레이저 커팅 품질에도 신경을 써야 합니다. 레이저 절단기는 금속 가공 산업에서 탁월한 역할을 합니다. 절단 효율이 높고 절단 정밀도가 좋습니다. 사용자는 레이저 절단기의 우수한 가공 성능을 진정으로 발휘할 수 있도록 레이저 절단 품질 관리 및 레이저 절단 문제 해결의 기본 기술을 마스터해야 합니다.

이 문서에는 레이저 절단 품질 관리 및 레이저 절단 문제 해결에 대한 모든 정보가 요약되어 있습니다. 또한 사용자가 실제 작업에서 레이저 절단 품질을 원활하게 제어하고 고품질 레이저 절단 결과를 달성하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

레이저 절단기가 금속을 절단하는 방법을 더 잘 이해하기 위해 이 그림을 보고 레이저 절단 금속의 작동 원리를 배울 수 있습니다.

레이저 절단 금속 공정에는 주로 다음 네 단계가 포함됩니다.

1. 레이저 소스는 고에너지 레이저 빔을 방출합니다. 그리고 레이저 빔은 반사렌즈에 반사되어 포커싱렌즈를 통해 한 지점에 초점을 맞춥니다.
2. 레이저 빔은 노즐을 통과합니다. 동시에 레이저 빔과 동축인 보조 가스도 노즐을 통해 방출됩니다.
3. 레이저 빔이 공작물에 초점을 맞춥니다. 그리고 고농축된 에너지는 금속의 녹는점과 기화점을 초과하여 순간적으로 녹아 기화하여 구멍을 형성합니다.
4. 레이저 절단 헤드는 사전 설정된 경로에 따라 이동하기 위해 레이저 빔을 운반하고 구멍을 연속적으로 만들어 절단 솔기를 형성합니다.

레이저 절단은 레이저 빔, 보조 가스 및 노즐이 함께 작동하는 공정입니다. 레이저 출력, 가스, 노즐 및 이송 속도가 올바르게 설정되면 공작물에 부드러운 절단을 얻을 수 있습니다. 그러나 사용자는 종종 레이저 절단의 품질과 그 원인을 평가하는 방법을 모릅니다. 따라서 다음 섹션에서는 레이저 절단 품질을 확인하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

레이저 절단 품질을 확인하고 평가하는 것은 레이저 절단 품질 관리의 전제입니다. 사용자는 다음 측면에 따라 레이저 절단 품질을 확인할 수 있습니다.

대부분의 경우 레이저 절단 프로세스 시작 시 레이저 절단 헤드는 가공물 표면에 작은 구멍을 뚫은 다음 선형 이동을 계속해야 합니다. 그리고 그 펀칭 프로세스는 피어싱이라고도 합니다. 피어싱 품질은 레이저 절단 매개변수가 올바른지 테스트하는 데 필수적인 측면 중 하나입니다. 피어싱 프로세스 중에 비정상적인 스파크, 비정상적인 소음 또는 큰 피어싱 간격이 있는 경우 이는 부적절한 레이저 절단 매개변수의 징후입니다.

일반적으로 레이저 절단기로 절단되는 대부분의 금속 가공물은 기계 부품이므로 원활한 조립을 위해서는 절단 크기가 정확해야 합니다. 캘리퍼스를 사용하여 공작물의 절단 크기가 요구 사항을 충족하고 레이저 절단기의 허용 오차를 초과하지 않는지 측정하십시오. 또한 최종 레이저 절단 효과가 사전 설정된 절단 경로와 동일한지 확인해야 합니다. 때때로 잘못된 설정이나 노즐 문제로 인해 빛의 경로가 올바르지 않습니다. 다음은 원형 레이저 절단의 예입니다. 설정이 올바르지 않거나 노즐이 정렬되지 않으면 완전한 원형 제품을 얻을 수 없습니다.

레이저 절단의 커프(절단 슬릿이라고도 함)는 레이저 조사 후 금속이 부분적으로 용융되어 형성됩니다. 커프의 크기는 레이저 절단 품질을 반영합니다. 커프가 너무 크면 레이저 출력이 너무 크거나 절단 속도가 너무 느려 금속이 과도하게 녹는다는 것을 증명합니다.

절단면에 형성된 수직선의 깊이에 따라 절단 슬릿의 거칠기를 확인할 수 있다. 수직선이 선명하고 깊으면 조도가 높고 절단 품질이 좋지 않음을 의미합니다. 수직선이 매우 얕으면 조도가 낮고 절단 품질이 양호함을 의미합니다.

테이퍼는 레이저 절단 슬릿의 상단에서 하단까지의 각도입니다. 레이저 절단 매개변수가 합리적으로 설정되면 10mm 이내의 금속판 레이저 절단으로 생성된 테이퍼는 매우 작아 무시할 수 있습니다. 그러나 더 두꺼운 공작물을 절단해야 하는 경우 레이저 빔의 절단 위치가 점차 레이저 초점에서 멀어지고 발산하여 절단 이음새를 확장하고 특정 테이퍼를 생성합니다. 테이퍼는 합리적인 범위 내에서 제어할 수 있습니다. 그러나 너무 크면 일반적으로 불합리한 매개 변수 설정으로 인해 발생합니다.

버는 레이저 절단 품질을 직접적으로 반영하며 다양한 금속 레이저 절단 경우에 자주 발생하는 문제이기도 합니다. 일반적인 레이저 절단 공정에는 버가 거의 없습니다. 절단면에 버가 있으면 레이저 절단 매개변수가 올바르지 않다는 의미입니다. 서로 다른 금속에 대한 서로 다른 버 문제를 해결하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그리고 기사의 마지막 부분에서 자세한 솔루션을 공유합니다.

변형은 또한 금속 가공 산업의 일반적인 관심사입니다. 그리고 일반적으로 얇은 금속 시트를 절단하거나 작은 금속 부품을 미세 가공할 때 발생합니다. 레이저 절단 매개변수가 올바르지 않고 레이저 조사로 인한 열이 너무 높으면 재료가 왜곡되고 열 변형이 발생합니다. 따라서 레이저 출력, 이송 속도 및 기타 레이저 절단 매개변수를 제어하여 재료의 과열 및 변형을 방지해야 합니다.

레이저 절단기는 재료를 녹이거나 증발시켜 절단 효과를 얻습니다. 절단 슬릿 주변의 재료도 레이저에 의해 가열되어 분자 구조를 변경합니다. 그리고 레이저 조사에 의해 분자 구조가 변화하는 영역을 HAZ(열영향부)라고 합니다. 레이저 절단은 불가피한 특정 열 영향 영역을 야기합니다. 그러나 합리적인 범위 내에서 열 영향 영역의 범위를 제어하기 위해 적절한 조치를 취할 수 있습니다.

이전 섹션을 통해 레이저 절단 금속의 품질을 확인하고 평가하는 방법을 배웠습니다. 다음 부분에서는 레이저 절단 품질에 영향을 미치는 XNUMX가지 주요 요인을 분석하도록 안내합니다. 레이저 절단 품질 관리를 보다 잘 달성하기 위해 이러한 XNUMX가지 측면에서 시작할 수 있습니다.

레이저 절단 품질에 영향을 미치는 요인에는 주로 레이저 소스, 레이저 출력, 레이저 절단 속도, 레이저 초점, 보조 가스, 가스 압력 및 노즐이 포함됩니다.

레이저 소스는 레이저 절단기의 에너지원입니다. 그리고 레이저 소스의 품질은 최종 레이저 절단 품질에 어느 정도 영향을 미칩니다. 현재 시장에는 IPG, Raycus, Max, JPT 등과 같은 신뢰할 수 있는 레이저 소스 브랜드가 많이 있습니다. 레이저 절단기를 선택할 때 레이저 절단 품질을 더 잘 제어하기 위해 안정적인 성능과 긴 수명을 가진 레이저 소스를 선택해야 합니다.

레이저 출력은 레이저 절단기의 절단 능력을 나타냅니다. 더 큰 레이저 출력은 더 강한 절단력을 의미합니다. 다른 유형의 재료에는 다른 레이저 출력이 필요합니다. 또한 동일한 금속 재료의 다른 두께에 적합한 레이저 출력도 다릅니다. 적합하지 않은 레이저 출력은 레이저 절단 품질에 부정적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 레이저 출력이 너무 크면 절단 표면이 거칠고 버가 생깁니다. 레이저 출력이 너무 작으면 기계가 공작물을 절단할 수 없습니다.

절단 속도는 레이저 출력과 협력하여 절단 공정을 제어하는 ​​중요한 매개변수입니다. 그리고 최종 절단 품질에 영향을 미칩니다. 절단 속도가 너무 빠르면 작업물이 완전히 절단될 만큼 충분한 열을 받을 수 없습니다. 절단 속도가 너무 느리면 공작물이 과열되고 절단 슬릿이 크고 거칠어집니다.

레이저 빔의 초점이 맞춰진 지점은 에너지 밀도가 가장 높습니다. 광점이 작을수록 절단 결과가 더 좋습니다. 레이저 빔의 초점 위치는 슬릿 크기, 슬릿 거칠기 및 테이퍼를 포함하여 레이저 절단 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 레이저 절단기를 작동하기 전에 사용자는 레이저 빔이 올바른 위치에 초점이 맞춰져 있는지 확인해야 합니다. 탄소강 레이저 절단의 경우 초점 위치는 공작물 표면에 있으며 공작물이 두꺼울수록 초점 위치가 높아집니다. 스테인리스 스틸 레이저 절단의 경우 초점 위치는 공작물 표면 아래에 있으며 공작물이 두꺼울수록 초점 위치는 낮아집니다.

보조 가스는 레이저 빔을 지원하여 더 나은 품질로 공작물을 절단하고 동시에 슬래그를 빠르게 날려 버릴 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 보조 가스에는 산소, 질소 및 공기가 포함됩니다. 산소는 주로 공구강, 연강 및 두꺼운 탄소강 가공에 사용됩니다. 질소는 주로 스테인리스강, 연강 및 아연도금강 절단에 사용됩니다. 그리고 공기는 주로 알루미늄 가공에 사용됩니다. 보조 가스의 순도는 최종 레이저 절단 결과에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 질소 가스의 최소 순도 요건은 99.5%입니다.

보조 가스의 압력은 슬래그의 분사 효과에 영향을 미치므로 최종 레이저 절단 품질에 영향을 미칩니다. 서로 다른 금속 재료에는 서로 다른 최적의 가스 압력이 필요합니다. 가스 압력이 너무 낮으면 녹은 재료가 제 시간에 날아가지 못하고 절단면 뒷면에 달라붙게 됩니다. 가스 압력이 너무 높으면 레이저 빔의 절단 능력이 약해져 절단 슬릿이 더 크고 거칠어집니다.

노즐의 기능은 레이저 절단 품질을 제어하기 위해 보조 가스의 분사 영역을 제어하는 ​​것입니다. 따라서 노즐의 구조, 크기 및 높이는 최종 절단 품질에 영향을 미칩니다. 노즐이 부분적으로 손상되면 공기 흐름이 고르지 않아 절단 품질에 부정적인 영향을 미칩니다. 다양한 절단 두께는 다양한 노즐 직경에 적합합니다. 예를 들어, 1-6mm 스테인리스 강판은 Φ1.2 노즐에 적합합니다. 그리고 6-10mm 스테인리스 강판은 Φ2.0 노즐에 적합합니다. 레이저 절단 품질 관리 측면에서 사용자는 충돌, 변형 또는 부분 용융으로부터 노즐을 보호해야 합니다. 또한 최고의 레이저 절단 품질을 얻으려면 노즐이 레이저 빔과 동축이어야 합니다. 또한 노즐과 공작물 사이의 거리도 레이저 절단 품질에 영향을 미칩니다.

레이저 절단 품질에 영향을 미치는 많은 요인이 있지만 이것이 높은 레이저 절단 품질을 얻는 것이 어렵다는 것을 의미하지는 않습니다. 사용자는 처리 효과에 따라 절단 품질에 영향을 미칠 수 있는 요인을 분석하여 매개변수를 조정할 수 있습니다. 다음으로 레이저 절단 품질 문제를 적시에 해결할 수 있도록 일반적인 레이저 절단 문제와 솔루션을 공유합니다.

레이저 절단 품질 문제	가능한 이유	솔루션
절단 솔기에 작은 물방울 모양의 일반 버가 있습니다.	1. 레이저 초점 위치가 너무 낮습니다. 2. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 3. 레이저 출력이 너무 낮습니다.	1. 레이저 초점 위치를 올립니다. 2. 절단 속도를 줄입니다. 3. 레이저 출력을 높입니다.
절단 이음선 양쪽에 길고 불규칙한 버가 있으며 금속 표면에 변색이 있습니다.	1. 절단 속도가 너무 느립니다. 2. 레이저 초점 위치가 너무 높습니다. 3. 공기압이 너무 낮습니다. 4. 재료가 너무 뜨겁습니다. 5. 전송 시스템이 안정적이지 않습니다.	1. 절단 속도를 높입니다. 2. 레이저 초점 위치를 내립니다. 3. 공기압을 높입니다. 4. 재료를 식힙니다. 5. 전송 시스템을 점검하고 조정하십시오.
절단 솔기의 한쪽에 길고 불규칙한 버가 있습니다.	1. 노즐이 정렬되지 않았습니다. 2. 레이저 초점 위치가 너무 높습니다. 3. 공기압이 너무 낮습니다. 4. 절단 속도가 너무 느립니다. 5. 레이저 포커싱 렌즈의 중앙 위치가 오프셋됩니다. 6. 노즐이 부분적으로 막혔거나 손상되었습니다. 7. 렌즈가 오염되었거나 손상되었습니다.	1. 노즐을 확인하고 조정하십시오. 2. 레이저 초점 위치를 내립니다. 3. 공기압을 높입니다. 4. 절단 속도를 높입니다. 5. 레이저 포커싱 렌즈의 중앙 위치를 확인하고 조정합니다. 6. 노즐을 청소하거나 교체하십시오. 7. 렌즈를 청소하거나 교체하십시오.
용융된 재료는 재료의 상부에서 토출됩니다.	1. 레이저 출력이 너무 낮습니다. 2. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 3. 공기압이 너무 높습니다.	1. 레이저 출력을 높입니다. 2. 절단 속도를 줄입니다. 3. 공기압을 낮추십시오. 참고: 레이저 초점 렌즈의 손상 여부를 반드시 확인하고 필요한 경우 새 렌즈로 교체하십시오.
절단면이 노랗게 됨	1. 보조 가스가 순수하지 않습니다. 2. 에어 튜브에 약간의 산소 가스 또는 공기가 있습니다.	1. 질소의 순도를 확인하고 순도가 높은 질소가스를 사용한다. 2. 지연 시간을 늘려 에어 튜브를 청소하십시오.
절단 솔기가 거칠다	1. 노즐이 손상되었습니다. 2. 렌즈가 오염되었습니다.	1. 노즐을 점검하거나 교체하십시오. 2. 렌즈를 청소하거나 교체하십시오.

레이저 절단 품질 문제	가능한 이유	솔루션
둥근 모양을 절단할 때 완성된 공작물은 둥글지 않습니다.	1. 렌즈의 중앙 위치가 올바르지 않습니다. 2. 노즐이 막히거나 손상되었습니다. 3. 레이저 경로가 올바르지 않습니다.	1. 렌즈의 중앙 위치를 확인하고 조정합니다. 2. 노즐을 점검하거나 교체하십시오. 3. 레이저 경로를 확인하고 조정합니다.
완성된 공작물은 절단 도입 위치에 틈이 있습니다.	1. 피어싱 과정이 너무 깁니다. 2. 절단하는 동안 열이 너무 높습니다.	1. 피어싱 시간을 단축합니다. 2. 듀티 사이클을 줄이고 재료를 식힙니다.
하단의 견인 라인이 오프셋되고 하단 절단 슬릿이 더 넓어집니다.	1. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 2. 레이저 출력이 너무 낮습니다. 3. 공기압이 너무 낮습니다. 4. 레이저 초점 위치가 너무 높습니다.	1. 절단 속도를 줄입니다. 2. 레이저 출력을 높입니다. 3. 공기압을 높입니다. 4. 레이저 초점 위치를 내립니다.
슬래그와 유사한 드립 모양의 버가 있어 제거가 용이함	1. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 2. 공기압이 너무 낮습니다. 3. 레이저 초점 위치가 너무 높습니다.	1. 절단 속도를 줄입니다. 2. 공기압을 높입니다. 3. 레이저 초점 위치를 내립니다.
버가 연결되어 전체 조각으로 제거할 수 있습니다.	레이저 초점 위치가 너무 높습니다.	레이저 초점 위치를 낮춥니다.
절단 솔기 바닥의 버는 제거하기 어렵습니다.	1. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 2. 공기압이 너무 낮습니다. 3. 보조 가스가 순수하지 않습니다. 4. 레이저 초점 위치가 너무 높습니다.	1. 절단 속도를 줄입니다. 2. 공기압을 높입니다. 3. 순도가 높은 보조가스를 사용한다. 4. 레이저 초점 위치를 내립니다.
절단 솔기의 한쪽에 버가 있습니다.	1. 노즐의 중심 위치가 올바르지 않습니다. 2. 노즐이 손상되었습니다.	1. 노즐의 중앙 위치를 확인하고 조정하십시오. 2. 노즐을 점검하거나 교체하십시오.
절단면이 정확하지 않음	1. 공기압이 너무 높습니다. 2. 노즐이 손상되었습니다. 3. 노즐의 직경이 너무 큽니다.	1. 공기압을 낮추십시오. 2. 노즐을 점검하거나 교체하십시오. 3. 적절한 직경의 노즐을 설치하십시오.
절단면의 질감이 매우 거칠다.	1. 레이저 초점 위치가 너무 높습니다. 2. 공기압이 너무 높습니다. 3. 절단 속도가 너무 느립니다. 4. 재료가 너무 뜨겁습니다.	1. 레이저 초점 위치를 내립니다. 2. 공기압을 낮추십시오. 3. 절단 속도를 높입니다. 4. 재료를 식힙니다.
용융된 재료는 재료의 상부에서 토출됩니다.	1. 레이저 출력이 너무 낮습니다. 2. 절단 속도가 너무 빠릅니다.	1. 레이저 출력을 높입니다. 2. 절단 속도를 줄입니다. 참고: 레이저 포커싱 렌즈가 손상되었는지 반드시 확인하십시오. 그리고 필요한 경우 새 것으로 교체하십시오.
절단 중 비정상적인 스파크가 발생합니다.	1. 노즐과 레이저 헤드 연결부의 나사산이 느슨합니다. 2. 노즐이 손상되었습니다. 3. 공기압이 너무 낮습니다.	1. 실을 조입니다. 2. 노즐을 점검하거나 교체하십시오. 3. 공기압을 높입니다.
레이저는 재료를 절단할 수 없습니다.	1. 레이저 출력이 너무 낮습니다. 2. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 3. 레이저 초점 위치가 너무 낮습니다. 4. 노즐의 직경이 금속의 절단 두께와 일치하지 않습니다.	1. 레이저 출력을 높입니다. 2. 절단 속도를 줄입니다. 3. 레이저 초점 위치를 올립니다. 4. 노즐을 확인하고 교체하십시오.
레이저 빔이 끊어짐	1. 절단 속도가 너무 빠릅니다. 2. 레이저 출력이 너무 낮습니다. 3. 레이저 초점 위치가 너무 낮습니다.	1. 절단 속도를 줄입니다. 2. 레이저 출력을 높입니다. 3. 레이저 초점 위치를 올립니다.

레이저 절단 품질은 많은 요인의 영향을 받습니다. 우선 부적절한 매개변수 설정은 레이저 출력, 절단 속도, 기압 등과 같은 절단 결과에 영향을 미칩니다. 또한 때때로 매개변수가 올바르게 설정되어 있어도 문제가 발생할 수 있습니다. 그리고 이것은 보통 가스 순도가 충분하지 않거나 노즐과 렌즈가 오염되거나 손상되었기 때문입니다. 따라서 사용자는 레이저 헤드가 제대로 작동하는지 절단하기 전에 노즐을 확인한 다음 적절한 매개변수를 설정해야 합니다. 그런 다음 특정 레이저 절단 효과에 따라 원인을 분석하고 매개 변수를 조정하고 기계 부품을 확인하여 최상의 레이저 절단 품질을 달성하십시오.