金属件作为激光打标的产品基材,有两个会经常出现的问题:边缘毛刺以及表面发黑,这两个问题可以通过调整机器工艺参数来解决。这两个问题相互联系密切,其根本原因在于激光工艺参数与材料特性不适配,导致能量输出和放射不当。
问题一:产品元件出现边缘毛刺,边缘不光滑、有熔渣
根本原因:能量过高或作用时间过长,导致材料过度熔化、汽化,熔融物在表面重新凝结或飞溅。
调整方案:
1. 降低激光功率:
原因:功率是决定能量输入的首要因素。功率过高会瞬间熔化过多材料,产生飞溅和重凝。
方法:逐步下调功率,直到找到既能打出清晰标记又不会引起过度熔化的临界点。
2. 提高打标速度:
原因:速度过慢意味着激光在单位点上的作用时间过长,热量积累过多,导致材料被“烧”过头。
方法:显著提高打标速度。速度提升会减少热影响区,使边缘更锐利。但速度过快可能导致标记不清晰,需要与功率配合调整。
3. 调整频率:
原因:频率控制激光脉冲的密集程度。频率过高时,脉冲间隔短,热量叠加效应明显,容易导致熔化堆积;频率过低则可能形成断续的点状痕迹。
方法:对于毛刺问题,尝试适当降低频率。 这增加了脉冲之间的冷却时间,减少了热积累。
4. 优化填充方式:
原因: 双向填充或单向填充的扫描路径、线间距过密,都会导致局部区域被反复加热。
方法:
增大线间距:使扫描线不再重叠,减少单位面积内的能量输入。
使用优化的扫描路径: 例如尝试“弓形填充”并调整其角度,避免热量在某一区域过度集中。
5. 检查并清洁镜头和振镜:
原因: 光学系统污染会散射激光,导致光斑质量下降,能量分布不集中,从而产生毛边。
方法: 定期使用专用擦镜纸和清洁液清洁聚焦镜和保护镜。

问题二:表面发黑氧化、烧灼
根本原因:材料表面发生过度氧化或碳化
调整方案:
1. 再次优化核心参数:降低功率、提高速度、调整频率
原因: 这是减少总能量输入、避免材料过热的最直接方法。发黑通常是热输入过量的最直接表现。
方法: 逐步下调功率,直到找到既能打出清晰标记又不会引起过度氧化的临界点。
2. 使用惰性气体辅助:
原因: 这是解决氧化发黑问题的最有效手段。用氮气或氩气等惰性气体隔绝氧气,可以从根本上防止氧化反应的发生。
方法: 将压缩空气切换为高纯度的氮气,并确保气体充分覆盖加工区域。
3. 使用“退火”打标或低温打标模式:
原因: 某些光纤激光打标机具有“退火”打标功能。它通过较低的能量和较高的频率,在材料表面下方产生一个氧化层,通过光的干涉效应显现颜色,而不熔化材料表面。这种方式能获得非常光滑、无毛刺且不会额外发黑的标记。
方法1: 切换到该模式,并使用为其预设的参数集作为起点进行微调。注意,这种模式通常只在某些特定钢材上效果最佳。
方法2: 进行离焦测试,通常离焦量在±0.5mm至±2mm之间尝试,找到最佳效果点。