طرق قطع مختلفة لآلة القطع بالليزر

القطع بالليزر هو طريقة معالجة غير متصلة بطاقة عالية وجيدة القدرة على التحكم في الكثافة. يتم تشكيل بقعة الليزر ذات كثافة الطاقة العالية بعد ذلك تركيز شعاع الليزر ، والذي له العديد من الخصائص عند استخدامه في القطع. هناك أربع طرق مختلفة للقطع بالليزر من أجل التعامل مع مختلف مواقف.

قطع تذوب

في قطع الصهر بالليزر ، يتم إخراج المواد المنصهرة عن طريق تدفق الهواء بعد ذوبان قطعة العمل محليًا. لأن نقل المواد تحدث فقط في حالتها السائلة ، وتسمى هذه العملية انصهار الليزر قطع.

شعاع الليزر بغاز القطع الخامل عالي النقاء يجعل المادة المذابة اترك الشق ، بينما الغاز نفسه غير متورط في القطع. ذوبان الليزر يمكن للقطع الحصول على سرعة قطع أعلى من القطع بالتغويز. الطاقة عادة ما يكون المطلوب للتغويز أعلى من الطاقة المطلوبة لصهر مواد. في قطع الذوبان بالليزر ، يتم امتصاص شعاع الليزر جزئيًا فقط. تزداد سرعة القطع القصوى مع زيادة طاقة الليزر ، و يتناقص بشكل عكسي تقريبًا مع زيادة سمك الصفائح والمواد درجة حرارة الانصهار. في حالة وجود قوة ليزر معينة ، فإن العامل المحدد هو ضغط الهواء عند الشق والتوصيل الحراري للمادة. بالنسبة لمواد الحديد والتيتانيوم ، يمكن للقطع بالذوبان بالليزر الحصول على عدم أكسدة الشقوق. بالنسبة للمواد الفولاذية ، تتراوح كثافة طاقة الليزر بين 104 واط / سم 2 و 105 واط / سم 2.

قطع التبخير

في عملية القطع بالتغويز بالليزر ، سرعة سطح المادة ارتفاع درجة الحرارة إلى درجة حرارة نقطة الغليان سريع جدًا بحيث يمكن تجنب الذوبان الناجم عن التوصيل الحراري ، لذلك تتبخر بعض المواد إلى بخار و تختفي ، ويتم نفخ بعض المواد بعيدًا عن قاع التماس المقطوع بواسطة تدفق الغاز الإضافي كقذف. يتطلب هذا طاقة ليزر عالية جدًا قضية.

من أجل منع بخار المواد من التكثف على جدار الشق ، يجب ألا يكون سمك المادة أكبر بكثير من قطر شعاع الليزر. لذلك فإن هذه العملية مناسبة فقط للتطبيقات التي يكون فيها يجب تجنب التخلص من المواد المنصهرة. في الواقع ، هذه العملية فقط تستخدم في مجال صغير جدًا من استخدام السبائك القائمة على الحديد.

لا يمكن استخدام العملية لمواد مثل الخشب وبعض السيراميك ، التي ليست في حالة منصهرة ومن غير المحتمل أن تسمح لبخار المادة بالدخول إعادة توحيد. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحقق هذه المواد عادةً قطعًا أكثر سمكًا. في قطع التغويز بالليزر ، يعتمد التركيز الشعاعي الأمثل على المادة سمك وجودة الشعاع. طاقة الليزر وحرارة التبخير لها فقط أ تأثير معين على الوضع البؤري الأمثل. السرعة القصوى للقطع هي يتناسب عكسيا مع درجة حرارة تغويز المادة عندما سمك اللوحة ثابت. كثافة طاقة الليزر المطلوبة أكبر من 108 واط / سم 2 ويعتمد على المادة وعمق القطع وتركيز الحزمة موضع. في حالة سماكة معينة للوحة ، بافتراض وجودها طاقة ليزر كافية ، سرعة القطع القصوى محدودة بنفاثة الغاز سرعة.

قطع الكسر المتحكم فيه

للمواد الهشة التي يسهل إتلافها بالحرارة والسرعة العالية و يسمى القطع الذي يمكن التحكم فيه بواسطة تسخين شعاع الليزر بالكسر المتحكم فيه قطع. المحتوى الرئيسي لعملية القطع هذه هو: تسخين شعاع الليزر أ مساحة صغيرة من المواد الهشة ، والتي تسبب تدرج حراري كبير و تشوه ميكانيكي خطير في هذا المجال يؤدي إلى تكون الشقوق في المادة. طالما يتم الحفاظ على التدرج الحراري الموحد ، فإن يمكن أن يوجه شعاع الليزر توليد الشقوق في أي اتجاه مرغوب.

قطع ذوبان الأكسدة (القطع باللهب بالليزر)

بشكل عام ، يتم استخدام الغاز الخامل للذوبان والقطع. إذا كان الأكسجين أو غيره بدلاً من ذلك ، يتم استخدام الغاز النشط ، وسيتم إشعال المادة تحت الإشعاع من شعاع الليزر ، وسيتم إنشاء مصدر حرارة آخر بسبب الشدة تفاعل كيميائي مع الأكسجين لزيادة تسخين المادة ، وهو ما يسمى ذوبان الأكسدة والقطع.

وبسبب هذا التأثير ، فإن معدل القطع للهيكل الصلب مع نفس الشيء يمكن أن يكون سمك أعلى من ذوبان القطع. من ناحية أخرى ، فإن قد تكون جودة الشق أسوأ من جودة القطع الذائب. في الحقيقة هي ستنتج شقوقًا أوسع ، وخشونة واضحة ، وزيادة المنطقة المتأثرة بالحرارة و جودة حافة أسوأ. القطع بلهب الليزر ليس جيدًا في دقة المعالجة الموديلات والزوايا الحادة (يوجد خطر حرق الزوايا الحادة). نبض يمكن استخدام ليزر الوضع للحد من التأثيرات الحرارية وقوة الليزر يحدد سرعة القطع. في حالة وجود قوة ليزر معينة ، يكون الحد العامل هو إمداد الأكسجين والتوصيل الحراري للمادة.