اختيار الغازات المساعدة لآلة القطع بالليزر

اختيار الغازات المساعدة لآلة القطع بالليزر

قطع الألياف بالليزر هو عملية معالجة حرارية تستخدم على نطاق واسع في التصنيع الصناعي. آلات القطع بالليزر قادرة على نقش وقطع الصفائح المعدنية بسرعة، ويمكنها تحقيق تشطيب سطحي عالي الجودة حتى عند معالجة الأشكال المعقدة بشكل خاص.

في هذه المقالة الموسوعية، سنستكشف عملية القطع بالليزر وتقنيتها والغازات المساعدة لها، بما في ذلك النيتروجين والأكسجين والهواء المضغوط، لمساعدتك على فهم كيفية عملها وفوائدها.

ما هو قطع الألياف بالليزر؟

القطع بالليزر هي عملية إنتاج تستخدم ليزر عالي الطاقة لقطع المواد، والتي يتم توجيهها من خلال البصريات بواسطة نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC). تُستخدم عملية الإنتاج هذه على نطاق واسع في العديد من الصناعات مثل السيارات والفضاء والإلكترونيات والطبية، ويمكن استخدامها لقطع مجموعة متنوعة من المواد مثل المعادن والبلاستيك والسيراميك والخشب والأقمشة والورق.

يستخدم القطع بالليزر شعاع ليزر مركَّزًا لإذابة المادة في منطقة محلية، وينتج تأثير القطع بمساعدة طائرة نفاثة متحدة المحور. لا يتأثر شعاع الليزر نفسه بالغاز، وهو المسؤول عن حرق المواد أو إذابتها أو تبخيرها بشكل فعال، والغاز مسؤول عن نفخ أي حطام متولد في العملية، وبالتالي ضمان حافة قطع عالية الجودة.

يمكن أيضًا استخدام القطع بالليزر في اللحام والحفر. تشمل مزايا القطع بالليزر الدقة العالية والدقة وتقليل التلوث وسهولة تثبيت قطعة العمل. تشتهر أجهزة ليزر الألياف، على وجه الخصوص، بقدرتها على القطع بدقة. الميزة الرئيسية لألياف الليزر هي قدرتها على توفير جودة شعاع متسقة لمسافات طويلة، بحيث يمكنها القطع بالتساوي عبر مجموعة واسعة من أنواع المواد وسمكها. يساعد هذا الاتساق على تحسين جودة الحواف المقطوعة ويقلل الحاجة إلى العمليات الثانوية.

كيف يعمل قطع الليزر؟

تعمل آلة القطع بالليزر عن طريق توجيه شعاع ليزر عالي الطاقة عبر البصريات وعلى المادة المراد قطعها. يتم تركيز شعاع الليزر بواسطة عدسة ويتم تسليطه على المادة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المادة المحلية بسرعة وذوبانها أو تبخرها. يتم بعد ذلك استخدام تيار غاز متحد المحور لتفجير المادة المنصهرة، مما يكمل عملية إزالة المادة ويخلق تأثير القطع. يساعد تيار الغاز أيضًا على تبريد المادة ويمنعها من الالتواء أو الالتواء. يتم التحكم في قواطع الليزر عن طريق نظام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) لضمان الدقة والدقة أثناء عملية القطع.

ما هو الغاز المساعد في قطع الألياف بالليزر؟

يتم استخدام الغاز المساعد في القطع بالليزر لتحسين جودة وكفاءة عملية القطع. يساعد الغاز المساعد على تطهير المادة المنصهرة ويمنعها من إعادة التصلب على سطح المادة. كما أنه يساعد على تبريد المادة ويمنعها من التشوه أو التشوه. يعد النيتروجين والأكسجين والهواء المضغوط من الغازات المساعدة الأكثر استخدامًا في القطع بالليزر.

1. استخدام النيتروجين في القطع بالليزر

يعتبر النيتروجين الغاز المساعد الأكثر استخدامًا في القطع بالليزر، وذلك بفضل طبيعته الخاملة. يتم استخدامه لضمان أداء عالي الجودة لليزر، خاصة عند الحاجة إلى قطع عالي الجودة. يقوم النيتروجين بإزالة الأكسجين من الهواء، ويمنعه من التفاعل مع المعدن الساخن، والحصول على قطع مثالي ومشرق دون التأثير على لون المادة (حسب نقاء النيتروجين المستخدم). النيتروجين هو غاز خامل، يسمح لليزر بالعمل في بيئة خالية من الأكسجين ويمنع أكسدة حافة القطع. يلعب النيتروجين أيضًا دورًا مهمًا في تقليل التكاليف وزيادة سرعات القطع وزيادة الإنتاجية وتحسين أداء التحكم وتحقيق كفاءة المعالجة. توفر حلول 'التوصيل والتشغيل' الاختيارية النيتروجين عند الطلب.

2. استخدام الأكسجين في القطع بالليزر

يستخدم القطع بالليزر الأكسجين كغاز مساعد للمواد التي يصعب معالجتها بطرق أخرى. الأكسجين هو غاز شديد التفاعل يضاعف قوة شعاع الليزر ويسبب تفاعل طارد للحرارة، مما يسمح بقطع المواد السميكة. يتفاعل الأكسجين مع المادة التي يتم قطعها، مما يعزز الانصهار والتبخر من خلال التفاعلات الكيميائية. اعتمادًا على المادة، يمكن أيضًا استخدام الأكسجين لزيادة سرعة القطع وتقليل تكلفة عملية القطع. ومع ذلك، يمكن أن يسبب الأكسجين الأكسدة ويشكل طبقة متفحمة على حافة القطع، مما قد يؤدي إلى ضعف جودة سطح المنتج، ويمكن أن يؤثر السطح المؤكسد أيضًا على التصاق الطلاء أو الدهانات. بالإضافة إلى ذلك، يتفاعل الأكسجين بقوة ولا يمكن الحصول على شرائح رفيعة جدًا.

3. استخدام الهواء المضغوط في القطع بالليزر

يمكن أيضًا استخدام الهواء المضغوط كغاز مساعد في القطع بالليزر، ويمكنه أيضًا زيادة السرعة والفوائد الاقتصادية للقطع بالليزر. ومع ذلك، نظرًا لمحتوى الأكسجين بنسبة 21% في الهواء، فمن غير الممكن معالجة الأجزاء بقطع نظيف عند استخدام الهواء المضغوط كغاز مساعد للقطع بالليزر (عادةً، تحتاج هذه الأجزاء إلى إزالة الأزيز قبل الدخول في العملية التالية، الأمر الذي يتطلب عمالة إضافية). جودة القطع هذه كافية للأجزاء التي سيتم طلاؤها أو لحامها لاحقًا، لأن لون حافة القطع ليس مهمًا.

ما مدى نقاء الغاز المساعد بشكل عام؟

تعتمد نقاء الغاز المساعد على متطلبات العميل للمنتج النهائي، ولكن من المهم مراعاة ما يلي:

 في حالة استخدام الهواء، لا يمكننا تغيير نقاء الهواء، لذلك سيحتوي على 78% نيتروجين و21% أكسجين.

 إذا تم استخدام الأكسجين، عادة ما تكون نسبة النقاء أعلى من 99.5%.

 إذا تم استخدام النيتروجين، فإن النقاء سيعتمد على المادة التي يتم قطعها، وما إذا كانت المادة قد تمت معالجتها بشكل أكبر، وأهمية لون حافة القطع.

تذكر أنه من خلال تقليل نقاء النيتروجين، يمكنك تقليل التكاليف بشكل كبير.