ステンレス板の切断

ステンレス中厚板切断：厚板加工における「光エネルギーの浸透」とプロセスバランス

ステンレス鋼加工の分野では、中厚板（多くの場合、厚さ 6mm ～ 25mm の板を指します）の切断は、特に高い装置パワーとプロセス制御を必要とするプロセスとみなされてきました。薄板の高速ガス化切断とは異なります。中厚板の加工では、スラグの排出が困難、断面垂直性の確保が困難、熱応力変形などが課題となります。ステンレス鋼の中厚板の切断の本質は、高出力密度のレーザービームによって生成される深溶け込み溶接効果に依存することです。金属が瞬時に溶解すると、溶融した材料は下部の切断シームに向けて高圧の補助空気流によって吹き飛ばされ、除去されます。このプロセスは、レーザーのエネルギー出力の安定性をテストする必要があり、焦点位置、切断速度、ガス圧力の正確なバランスにも大きく依存します。

ステンレス鋼の中厚板を切断する場合、最も難しいのは「断面品質管理とノロ抑制」の2点です。ステンレス鋼は熱伝導率が低く、溶融粘度が高いという特徴があります。プレートの厚さが増加して大幅に変化すると、切断継ぎ目でのレーザー ビームのエネルギー減衰に大きな特徴が現れます。この場合、底部が完全に切断されていないか、底部に深刻なスラグが垂れ下がっている可能性があります。この頭痛の問題を解決するために、最新の 10,000 ワットの光ファイバーが、レーザーおよび「ネガティブ デフォーカス」切断プロセスと併用されて、主流のソリューションになりました。焦点はプレート表面の下に設定され、深い溶断穴効果を利用してエネルギー吸収深さを増加させ、大口径ノズル（3.0mm〜4.0mmなど）が選択され、溶断には高純度窒素（≧99.995％）が使用されます。高圧窒素流はフラックスの役割を果たし、酸素を効果的に隔離し、切り口が酸化して黒くなるのを防ぎます。ステンレス鋼部本来の銀白色の金属光沢を確保し、粗さはRa12.5μm以内に管理されています。

「熱変形制御と加工効率の勝負」も中厚板の切断における重要な技術的考慮事項です。中厚板は長時間加熱すると熱反りが非常に発生しやすくなります。切断経路の計画が適切でないと、プレートがアーチ状になり、切断ヘッドに衝突する可能性があります。したがって、このプロセスでは「マイクロ接続」技術がよく使用されます。つまり、応力を緩和するために部品の輪郭上に小さな接続点が確保され、切断完了後に手動で接続が解除されます。同時に、厚さが 10 mm を超えるプレートの場合は、穿孔点での熱の蓄積と飛散を軽減するために、連続穿孔の代わりにパルス穿孔モードを使用する必要があります。インテリジェントなネスティング ソフトウェアの助けを借りて、共通エッジの切断パスを最適化することで、熱の影響を受けるゾーンを減らすだけでなく、材料の利用率を 90% 以上に高めることができます。