많은 판금 가공 업체는 스테인리스강 절단 시 과도한 버(burr), 거친 모서리, 심각한 열 변형, 느린 절단 속도와 같은 문제에 직면합니다. 이러한 문제는 후속 연삭 공정 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 제품 품질과 납기에도 영향을 미칩니다.

이러한 문제를 해결하고 싶다면 이 블로그 게시물을 읽어보세요. 파이버 레이저 절단기를 사용하여 더욱 고품질의 스테인리스 스틸 절단을 얻는 방법을 배우게 될 것입니다 .

스테인리스강을 자르는 것이 왜 그렇게 어려울까요?

탄소강 절단과 비교했을 때, 레이저 절단기는 스테인리스강 절단 시 다음과 같은 특성으로 인해 훨씬 더 큰 어려움에 직면합니다.

높은 반사율: 일반 탄소강에 비해 스테인리스강은 레이저 에너지 흡수율이 낮아 공정 매개변수의 안정성이 더욱 요구됩니다.

높은 열전도율: 스테인리스강은 탄소강보다 열전도율이 낮기 때문에 절삭 부위에 열이 더 쉽게 축적되는 경향이 있습니다.

높은 융점과 점도: 스테인리스강은 약 1400~1500°C의 융점을 가지며, 용융 상태에서 점도가 매우 높습니다. 따라서 재료를 완전히 녹이고 슬래그를 제거하려면 더 높은 레이저 에너지 밀도가 필요합니다.

합금 원소의 영향: 스테인리스강은 크롬, 니켈, 몰리브덴과 같은 합금 원소를 함유하고 있습니다. 고온에서 이러한 원소들은 내화성 산화물을 형성하여 절삭 난이도를 높이고 절삭날 품질을 저하시킬 수 있습니다.

스테인리스강 레이저 절단 품질에 영향을 미치는 주요 요인

1. 레이저 출력

CNC 레이저 절단기 의 출력은 스테인리스강 절단 능력과 효율을 결정하는 가장 중요한 요소입니다. 출력이 부족하면 불완전한 관통, 느린 절단 속도, 그리고 버(burr) 발생 증가로 이어집니다. 반대로 출력이 과도하면 절단 폭이 지나치게 넓어지고, 모서리 마모 및 재료 변형이 발생합니다.

2. 절삭 속도

절단 속도는 레이저 출력과 밀접한 관련이 있으며, 최적의 절단 결과를 얻으려면 두 가지를 정확하게 맞춰야 합니다.

너무 빠른 속도: 절단이 불완전해지고 슬래그가 완전히 제거되지 않아 바닥면에 버가 생길 수 있습니다.

너무 느리면 재료가 과도하게 녹거나, 가장자리가 거칠어지거나, 열영향부가 확장되거나, 심지어 타버릴 수도 있습니다.

3. 질소 vs. 산소: 스테인리스강 절단에 더 적합한 가스는 무엇일까요?

스테인리스강 절단에서 보조 가스는 매우 중요한 역할을 합니다. 슬래그를 제거할 뿐만 아니라 절단면의 산화를 방지합니다. 질소와 산소는 스테인리스강 절단에 일반적으로 사용되는 보조 가스이며, 절단 성능과 적합한 적용 분야에 상당한 차이가 있습니다.

각각 장단점이 있으며, 적합한 시나리오도 다릅니다.

대부분의 스테인리스강 가공, 특히 높은 표면 조도와 용접성이 요구되는 경우에는 질소 절단이 가장 적합한 방법입니다. 산소 절단은 두께가 12mm 이상인 판재를 절단할 때 효율성을 높이기 위한 목적으로만 고려해야 하며, 절단면 품질이 중요한 요구 사항은 아닙니다.

4. 초점 위치

레이저 초점의 위치는 절단면의 에너지 밀도 분포에 직접적인 영향을 미치며, 절단 품질을 결정하는 핵심 매개변수 중 하나입니다.

얇은 스테인리스강판을 절단할 때는 일반적으로 절단 폭을 좁히고 절단면을 매끄럽게 하기 위해 재료 표면이나 그보다 약간 위쪽을 절단하는 데 집중합니다.

두꺼운 판재를 절단할 때, 용융 영역의 폭을 넓히고 용융 재료의 배출 조건을 개선하기 위해 재료 내부에 초점을 맞추는 경우가 많습니다.

5. 노즐 상태

레이저 절단에서 노즐은 가장 쉽게 간과되지만 매우 중요한 소모품입니다. 노즐의 오리피스 직경, 형상 및 동심도는 가스 제트의 안정성과 용융 재료 배출 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.

노즐은 항상 깨끗하게 유지해야 하며, 동심도를 정기적으로 점검해야 합니다. 손상되거나 변형된 노즐은 가스 흐름의 난류를 발생시켜 절단 품질에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 즉시 교체해야 합니다.

6. 재료 품질

스테인리스강 소재 자체의 품질 또한 절단 결과에 영향을 미칩니다.

산화, 기름때, 재료 표면의 긁힘은 레이저 흡수율을 감소시켜 불안정한 절단을 초래합니다.

제조사나 생산 배치에 따라 스테인리스강의 구성 및 표면 상태가 다를 수 있으므로 절삭 매개변수를 적절히 조정해야 합니다.

재료의 평탄도가 좋지 않으면 초점이 이동하여 절단 일관성에 영향을 미칠 수 있습니다.

스테인리스강을 절단할 때 버(burr) 발생 없이 매끄럽게 자르는 방법

버(burr) 없는 절삭은 스테인리스강 가공의 핵심 목표 중 하나이며, 후속 연삭 작업의 필요성을 없애고 생산 효율을 크게 향상시킵니다. 버 없는 절삭을 달성하기 위해서는 다음과 같은 측면들을 종합적으로 최적화해야 합니다.

1. 적절한 노즐 선택

먼저 스테인리스강의 두께에 따라 적절한 노즐 크기와 모델을 선택하십시오. 질소를 사용하여 스테인리스강을 절단할 때는 반드시 단층 노즐을 사용해야 합니다. 또한 레이저 절단 전에 노즐의 손상 여부와 원형도가 정상인지 확인하십시오.

2. 고순도 질소를 사용하십시오

질소 절단은 산화 및 버(burr)가 없는 밝고 매끄러운 절단면을 만들어냅니다. 질소 순도는 99.99% 이상이어야 하며, 압력은 판재 두께에 따라 조절해야 합니다.

3. 출력과 속도를 올바르게 맞춰라

버(burr)는 종종 힘과 속도의 불일치로 인해 발생합니다.

최적화 원칙: 바닥에 슬래그가 쌓이면 속도를 적절히 높이고, 절삭이 제대로 되지 않으면 속도를 낮춘다. 매개변수 조정은 점진적으로 이루어져야 한다.

4. 초점을 정확하게 조정하십시오

두께가 다양한 스테인리스강의 경우, 최적의 초점은 시험을 통해 결정해야 합니다. 일반적으로 판재가 두꺼울수록 초점을 더 낮게 설정해야 합니다.

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자주 묻는 질문

Q1: 스테인리스강 절단에 가장 적합한 가스는 무엇입니까?

A1: 대부분의 경우 스테인리스강 절단에는 질소가 최적의 선택입니다. 질소를 사용하면 산화가 없고 밝은 절단면을 얻을 수 있어 후처리 없이 즉시 용접이 가능합니다. 산소는 두께가 12mm 이상인 판재를 절단할 때, 그리고 외관이 크게 중요하지 않은 경우에만 절단 속도를 높이기 위해 고려할 수 있습니다.

Q2: 스테인리스강을 자르고 나면 왜 항상 거스러미가 남나요?

A2: 스테인리스강 절단 시 가장 흔한 문제는 버(burr) 발생입니다. 주요 원인으로는 레이저 출력 부족, 과도한 절단 속도, 낮은 가스 압력, 초점 위치 과다, 노즐 손상 등이 있습니다. 이러한 원인들을 순서대로 하나씩 점검하고 조정해 보세요.

Q3: CO2 레이저로 스테인리스강을 절단할 수 있습니까?

A3: 네, CO2 레이저는 스테인리스강을 절단할 수 있지만, 고압 보조 가스가 장착된 고출력 산업용 시스템인 경우에만 가능합니다.

Q4: 레이저 절단의 정확도는 어느 정도입니까?

A4: 재질 및 두께에 따라 일반적으로 허용 오차는 ±0.15mm입니다.