금속 레이저 가공에서 초점위치의 중요성
금속 레이저 머신을 통해 금속을 가공할 때 가장 중요한 요소 중 하나는 바로 조건값 설정입니다. 이 조건값에는 레이저의 출력, 주파수, 이동속도 등이 포함되며, 이러한 설정을 적절하게 조정해야 원하는 품질의 가공을 할 수 있습니다. 그 중에서도 가장 기본적이고 중요한 설정은 포커스라인과 초점위치입니다.
초점위치 설정이 중요한 이유는, 레이저가 금속 표면에 정확하게 집중되도록 하기 위해서입니다. 초점이 잘 맞춰지지 않으면 레이저의 에너지가 고르게 분포하지 않게 되어, 절단면이 불균형하거나 버가 생길 수 있습니다. 또한, 초점위치가 적절하게 설정되면 레이저 빔의 집중력이 높아져, 금속을 보다 효율적으로 절단할 수 있고, 더 깨끗한 절단이 이루어집니다.
따라서, 초점위치를 적절히 설정하면 레이저 가공 시 트러블이나 버를 최소화하고, 정확한 치수로 금속을 가공할 수 있게 됩니다. 초점위치 설정은 금속의 종류와 두께에 따라 달라지기 때문에, 가공하려는 금속의 특성에 맞게 신중하게 조정해야 합니다. 대부분 초기 머신 업체에서 제공하는 기본값이 있기 때문이 이를 토대로 조금씩 변화를 주면서 작업을 테스트하시면 됩니다.
일반철과 스테인레스의 초점위치
금속 레이저 절단에서 초점위치 설정은 사용되는 각 금속에 적합한 초점위치를 설정하는 것은 절단 품질을 결정짓는 중요한 요소로, 판 두께와 사용되는 절단 가스에 따라 초점위치를 조정해야 합니다. 각각의 경우에 맞는 초점위치 설정을 정확하게 이해하면 더 깨끗하고 정밀한 절단이 가능합니다.
연강 / 일반철 / SS400 (산소 가스 사용 시)
- 연강, 일반철을 절단할 때는 초점위치를 판의 표면 부근에 설정합니다.
- 이 경우, 초점은 판을 눌러주는 위치가 아니라 약간 더 높은 위치에 설정하여 절단을 진행하는 것이 좋습니다.
- 이를 통해 산소가 적절히 작용하면서 깨끗한 절단이 이루어지며, 산소가 금속을 더 잘 연소시키기 때문에 초점위치가 중요한 역할을 합니다.
SUS/STS/스테인리스 (질소 가스 사용 시)
- 스테인리스(SUS, STS)의 경우, 초점위치는 판의 표면보다 약간 아래쪽, 즉 판 내부에 설정해야 합니다.
- SUS 절단 시 초점위치를 더 깊게 설정해야 하며, 두께가 두꺼울수록 초점위치를 더 깊게 낮추는 것이 중요합니다. 너무 낮추면 표면 피어싱에서 터질 수 있습니다.
- 질소가 절단에 사용되면 산소보다 더 깔끔한 절단을 할 수 있지만, 초점위치를 맞추지 않으면 레이저 빔이 금속을 효과적으로 절단하지 못할 수 있습니다.
계속 커팅 상태가 좋지 않다면 뭐가 문제일까?
레이저 커팅 시 초점위치(포커스라인)의 조정은 중요한 기본 설정이지만, 때론 초점값만으로는 절단이 잘 되지 않는 경우가 많습니다. 좋은 레이저 오퍼레이터라면 이런 상황에서 여러가지 요인을 조절해가며 이바리 없이 해야 합니다. 아래 몇가지 확인해야 할 사항입니다.
철판의 상태
- 철판이 고르게 평탄하지 않거나 표면에 오염물질이 있을 경우, 절단 품질에 영향을 미칩니다. 고른 표면을 유지하는 것이 중요하며, 필요에 따라 판재의 상태를 점검하고 깨끗하게 유지하는 것이 절단 품질 향상에 기여합니다.
절단가스의 상태와 압력
- 절단가스(산소, 질소 등)의 종류와 상태가 절단 품질에 큰 영향을 미칩니다. 또한, 가스의 압력이 잘 맞지 않으면 절단이 불균형하게 이루어질 수 있으므로, 가스의 상태와 적절한 압력을 유지하는 것이 필수입니다.
절단 노즐의 상태
- 절단 노즐이 오염되거나 마모되면 레이저 빔이 제대로 집중되지 않아 절단 품질이 떨어집니다. 노즐의 상태를 주기적으로 점검하고 청소하거나 교체해주는 것이 중요합니다.
헤드에 부착된 렌즈의 상태
- 렌즈가 오염되거나 손상되면 레이저 빔이 제대로 집중되지 않아 절단 품질에 영향을 미칩니다. 렌즈를 정기적으로 점검하고 청소하여 최상의 상태를 유지해야 합니다.
기계의 설정값
- 파워 출력, 게이팅 주파수, 절단 속도, 노즐 위치, 영점 및 압력 등 다양한 설정값이 절단 품질에 영향을 미칩니다. 이 값들은 판재의 종류와 두께에 따라 달라지기 때문에, 각 판재별로 최적의 설정값을 파악하고 기록해두는 것이 중요합니다. 이를 통해 반복적인 작업에서 품질을 유지할 수 있습니다.
레이저 커팅 기계는 민감한 장비이기 때문에, 각 요소들이 제대로 조정되지 않으면 가공에 문제가 생길 수 있습니다. 오퍼레이터는 각 요소를 이해하고, 필요한 경우 설정값을 조정하여 절단 품질을 유지해야 합니다. 또한, 각 판재에 대해 잘 잘리는 초점위치와 파워 설정값 등을 기록하여, 후속 작업에서 쉽게 적용할 수 있도록 정리해두는 것도 좋은 방법입니다.
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