Bề mặt cắt thô là một trong những vấn đề chất lượng phổ biến trong quá trình cắt laser, ảnh hưởng trực tiếp đến tính thẩm mỹ của chi tiết và các công đoạn gia công tiếp theo. Hiện tượng này thường biểu hiện dưới dạng các vân cắt rõ rệt, xỉ bám nghiêm trọng hoặc thậm chí là các cạnh cắt gồ ghề.

I. Bốn nguyên nhân chính gây bề mặt cắt thô

1. Vị trí tiêu điểm không phù hợp (phổ biến nhất)

Khi tiêu điểm lệch khỏi vị trí tối ưu, sự phân bố năng lượng trong điểm laser trở nên không đồng đều. Điều này dẫn đến chiều rộng khe cắt không nhất quán (rộng hơn ở phía trên hoặc phía dưới), khiến vật liệu nóng chảy không thể được thổi ra ngoài một cách hiệu quả và hình thành các vân cắt thô. Nếu tiêu điểm đặt quá cao, phần trên của vật liệu sẽ bị nóng chảy quá mức; ngược lại, nếu tiêu điểm quá thấp, phần đáy sẽ xuất hiện hiện tượng bám xỉ nghiêm trọng.

2. Vấn đề về khí hỗ trợ

Nếu áp suất khí quá thấp, xỉ nóng chảy sẽ không được thổi sạch hiệu quả; ngược lại, nếu áp suất quá cao, có thể tạo ra dòng khí hỗn loạn gây ra các gợn sóng trên bề mặt cắt. Độ tinh khiết của khí không đủ (ví dụ: oxy chứa tạp chất) sẽ làm tăng phản ứng oxy hóa, khiến bề mặt cắt bị đen và thô ráp. Khuyến nghị sử dụng khí công nghiệp có độ tinh khiết từ 99,95% trở lên.

3. Thông số cắt không phù hợp

Tốc độ cắt quá cao khiến vật liệu bị tách rời trước khi nóng chảy hoàn toàn, tạo nên bề mặt cắt bị rách hoặc không đều. Ngược lại, tốc độ cắt quá thấp sẽ gây tích tụ nhiệt và tạo ra lượng vật liệu nóng chảy dư thừa, dẫn đến hiện tượng bám xỉ. Công suất laser không đủ cũng có thể làm xuất hiện hiện tượng “kéo sợi” trên bề mặt cắt.

4. Hệ thống quang học bị nhiễm bẩn

Khi thấu kính bảo vệ hoặc thấu kính hội tụ bị bám bẩn, khả năng truyền tia laser giảm và điểm laser bị biến dạng, dẫn đến các hoa văn bất thường trên bề mặt cắt. Các nghiên cứu cho thấy chỉ cần độ truyền sáng của thấu kính giảm 5% cũng có thể làm độ nhám của bề mặt cắt tăng gấp đôi.

II. Các biện pháp cải thiện nhanh

*   **Hiệu chỉnh tiêu điểm:** Sử dụng phương pháp “kiểm tra mặt nghiêng” (ramp test) hoặc “đánh dấu điểm” (dot-marking method) để xác định vị trí tiêu điểm tối ưu.

*   **Kiểm tra nguồn khí:** Đảm bảo áp suất khí (thường từ 0,8–1,2 MPa) và độ tinh khiết đáp ứng yêu cầu của quy trình gia công.

*   **Tối ưu hóa thông số:** Điều chỉnh tốc độ cắt và đường cong công suất laser phù hợp với độ dày của vật liệu.

*   **Vệ sinh thấu kính:** Kiểm tra và làm sạch thấu kính quang học hàng ngày; thay thế thấu kính bảo vệ theo chu kỳ hàng quý.

III. Khuyến nghị phòng ngừa

Xây dựng cơ sở dữ liệu thông số công nghệ hoàn chỉnh, ghi lại các tổ hợp thông số tối ưu cho từng loại vật liệu và độ dày khác nhau. Sau khi thay vòi phun hoặc thấu kính, cần kiểm tra lại chất lượng bề mặt cắt để đảm bảo tính ổn định và nhất quán trong quá trình gia công.