دانش پایه برش لیزری

در چند سال آینده ، استفاده از برش لیزری در زمینه ماشینکاری دقیق و ماشینکاری خرد نیز به رشد قابل توجهی دست خواهد یافت.

برش لیزری

هنگامی که پرتوی لیزر متمرکز به قطعه کار برخورد کند ، دمای ناحیه تحت تابش برای ذوب یا بخار شدن مواد به شدت افزایش می یابد. هنگامی که پرتوی لیزر به قطعه کار نفوذ می کند ، فرایند برش آغاز می شود: پرتوی لیزر هنگام ذوب مواد در امتداد خط کانتور حرکت می کند. معمولاً از یک جت هوا برای از بین بردن مذاب از محل برش استفاده می شود و شکاف باریکی بین قسمت برش خورده و صفحه صفحه باقی می ماند که تقریباً به اندازه پرتوی لیزر متمرکز است.

برش شعله

برش شعله یک فرآیند استاندارد است که هنگام برش فولاد ملایم ، با استفاده از اکسیژن به عنوان گاز برش ، استفاده می شود. اکسیژن تا 6 بار تحت فشار قرار گرفته و سپس در برش دمیده می شود. در آنجا ، فلز گرم شده با اکسیژن واکنش نشان می دهد: شروع به سوختن و اکسید شدن می کند. واکنش شیمیایی مقدار زیادی انرژی (تا پنج برابر انرژی لیزر) آزاد می کند تا به پرتو لیزر در برش کمک کند.

فیوژن برش

برش ذوب یکی دیگر از مراحل استاندارد است که هنگام برش فلز استفاده می شود. همچنین می توان از آن برای برش سایر مواد قابل ذوب مانند سرامیک ها استفاده کرد.

از نیتروژن یا آرگون به عنوان گاز برش استفاده می شود و گاز با فشار 2-20 بار از طریق برش دمیده می شود. آرگون و نیتروژن گازهای بی اثر هستند و این بدان معناست که آنها با فلز مذاب موجود در برش واکنش نشان نمی دهند بلکه فقط آنها را به ته منفجر می کنند. در عین حال ، گاز بی اثر می تواند از لبه برش در برابر اکسیداسیون هوا محافظت کند.

برش هوای فشرده

از هوای فشرده می توان برای برش صفحات نازک نیز استفاده کرد. فشار هوا تا 5-6 بار کافی است تا فلز مذاب موجود در برش را از بین ببرد. از آنجا که تقریباً 80٪ هوا ازت است ، برش هوای فشرده اساساً برشی تلفیقی است.

کمک برش پلاسما

اگر پارامترها به درستی انتخاب شوند ، ابرهای پلاسما در برش ذوب و برش پلاسما ظاهر می شوند. ابر پلاسما از بخار فلز یونیزه و گاز برش یونیزه تشکیل شده است. ابر پلاسما انرژی لیزر CO2 را جذب می کند و آن را به قطعه کار تبدیل می کند ، بنابراین انرژی بیشتری با قطعه کار جفت می شود و مواد سریعتر ذوب می شوند و در نتیجه برش سریعتر حاصل می شود. بنابراین ، این فرایند برش را برش سریع پلاسما نیز می نامند.

ابر پلاسما در واقع نسبت به لیزر جامد شفاف است ، بنابراین ذوب و برش با کمک پلاسما فقط می تواند از لیزر CO2 استفاده کند.

بخار برش

برش بخار سازی باعث تبخیر مواد می شود ، و تا آنجا که ممکن است اثر حرارتی روی مواد اطراف را به حداقل می رساند. اثر فوق را می توان با استفاده از پردازش مداوم لیزر CO2 برای تبخیر مواد با حرارت کم و جذب زیاد ، مانند فیلم های پلاستیکی نازک و مواد قابل تزریق مانند چوب ، کاغذ و کف ، به دست آورد.

لیزرهای پالس فوق کوتاه این امکان را برای استفاده از این فناوری در سایر مواد فراهم می کنند. الکترونهای آزاد موجود در فلز لیزر را جذب کرده و به شدت گرم می شوند. پالس لیزر با ذرات مذاب و پلاسما واکنش نمی دهد ، مواد مستقیماً تصعید می شوند و دیگر فرصتی برای انتقال انرژی به مواد گرمایشی به شکل گرما وجود ندارد. وقتی پالس پیک ثانیه مواد را فرسوده می کند ، هیچ اثر حرارتی واضحی وجود ندارد ، ذوب و تشکیل سوراخ ایجاد نمی شود.

پارامترها: فرآیند پردازش را تنظیم کنید

بسیاری از پارامترها بر روند برش لیزر تأثیر می گذارند ، بعضی از آنها به عملکرد فنی لیزر و ابزار ماشین بستگی دارند ، در حالی که برخی دیگر متغیر هستند.

درجه قطبش

درجه قطبش نشان می دهد که چند درصد از نور لیزر تبدیل می شود. درجه معمول قطبشي عموماً در حدود 90٪ است. این برای برش با کیفیت بالا کافی است.

قطر کانونی

قطر کانونی بر عرض برش تأثیر می گذارد و با تغییر فاصله کانونی عدسی کانونی می توان قطر کانونی را تغییر داد. قطر کانونی کوچکتر به معنای برش باریک است.

موقعیت کانونی

موقعیت کانونی قطر پرتو و چگالی توان روی سطح قطعه کار و شکل برش را تعیین می کند.


قدرت لیزر

توان لیزر باید با نوع پردازش ، نوع ماده و ضخامت مطابقت داشته باشد. قدرت باید به اندازه کافی زیاد باشد که چگالی توان روی قطعه کار از آستانه پردازش بیشتر شود.

حالت عملیاتی

حالت پیوسته عمدتا برای برش دادن خطوط استاندارد فلزات و پلاستیک ها از میلی متر به سانتی متر در اندازه استفاده می شود. به منظور ذوب شدن سوراخ یا تولید کانتور دقیق ، از لیزر پالس با فرکانس پایین استفاده می شود.

سرعت برش

قدرت لیزر و سرعت برش باید با یکدیگر مطابقت داشته باشند. سرعت برش خیلی سریع یا خیلی کند منجر به افزایش زبری و تشکیل سوراخ می شود.

قطر نازل

قطر نازل جریان و شکل گاز متصاعد شده از نازل را تعیین می کند. هرچه ماده ضخیم تر باشد ، قطر جت گاز بزرگتر است و به همین ترتیب ، قطر نازل بزرگتر است.

خلوص و فشار گاز

اکسیژن و ازت اغلب به عنوان گازهای برش دهنده استفاده می شود. خلوص و فشار هوا بر اثر برش تأثیر می گذارد.

هنگام استفاده از برش شعله اکسیژن ، خلوص گاز باید به 99.95 برسد. هرچه ورق فولاد ضخیم تر باشد ، فشار گاز مورد استفاده کاهش می یابد.

هنگام استفاده از نیتروژن برای ذوب و برش ، خلوص گاز باید به 99.995٪ (در حالت ایده آل 99.999٪) برسد و برای ذوب و برش ورق های فولادی ضخیم فشار هوای بیشتری لازم است.

برگه اطلاعات فنی

در مرحله اولیه برش لیزری ، کاربران باید تنظیم پارامترهای پردازش را خودشان از طریق آزمایش آزمایش کنند. اکنون ، پارامترهای پردازش بالغ در دستگاه کنترل سیستم برش ذخیره می شوند. برای هر نوع ماده و ضخامت ، داده های مربوطه وجود دارد. جدول پارامترهای فنی اجازه می دهد تا حتی کسانی که با این فناوری آشنا نیستند تجهیزات برش لیزر را به صورت روان کار کنند.

عوامل ارزیابی کیفیت برش لیزری

معیارهای زیادی برای قضاوت در مورد کیفیت لبه های برش لیزر وجود دارد. استانداردهایی مانند فرم گور ، افسردگی و دانه را می توان با چشم غیر مسلح قضاوت کرد. عمودی ، زبری و عرض برش باید با ابزارهای ویژه اندازه گیری شود. رسوب مواد ، خوردگی ، منطقه تحت تأثیر گرما و تغییر شکل نیز از فاکتورهای مهم برای اندازه گیری کیفیت برش لیزر هستند.

چشم اندازهای گسترده

موفقیت مداوم برش لیزری فراتر از شرکت های دیگر است. این روند امروز نیز ادامه دارد. در آینده ، چشم اندازهای کاربرد برش لیزری بیشتر و گسترده تر می شوند.