انتخاب گازهای کمکی برای دستگاه برش لیزری

انتخاب گازهای کمکی برای دستگاه برش لیزری

برش لیزر فیبر یک فرآیند عملیات حرارتی پرکاربرد در تولید صنعتی است. دستگاه‌های برش لیزری قادر به حکاکی و برش سریع ورق‌های فلزی هستند و می‌توانند حتی در هنگام پردازش اشکال پیچیده به یک سطح با کیفیت بالا برسند.

در این مقاله دایره‌المعارفی، فرآیند برش لیزر، فناوری و گازهای کمکی آن از جمله نیتروژن، اکسیژن و هوای فشرده را بررسی خواهیم کرد تا به شما در درک نحوه عملکرد و مزایای آن کمک کنیم.

برش لیزر فیبر چیست؟

برش لیزری یک فرآیند تولید است که از یک لیزر پرقدرت برای برش مواد استفاده می کند که از طریق اپتیک توسط یک سیستم کنترل عددی کامپیوتری (CNC) هدایت می شود. این فرآیند تولید به طور گسترده در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و پزشکی استفاده می شود و می توان از آن برای برش انواع مواد مانند فلزات، پلاستیک، سرامیک، چوب، پارچه و کاغذ استفاده کرد.

برش لیزری از یک پرتو لیزر متمرکز برای ذوب مواد در یک ناحیه موضعی استفاده می کند و اثر برش را با کمک جت کواکسیال ایجاد می کند. پرتو لیزر به خودی خود تحت تأثیر گاز قرار نمی گیرد، گازی که مسئول سوختن، ذوب یا تبخیر مؤثر مواد است، و گاز مسئول خروج هر گونه زباله تولید شده در این فرآیند است و در نتیجه لبه برش با کیفیت بالا را تضمین می کند.

از برش لیزری می توان برای جوشکاری و اچ نیز استفاده کرد. از مزایای برش لیزر می توان به دقت و دقت بالا، آلودگی کمتر و گیره آسان تر قطعه کار اشاره کرد. لیزرهای فیبر، به ویژه، به دلیل توانایی خود در برش با دقت شناخته شده اند. مزیت کلیدی لیزرهای فیبر توانایی آنها در ارائه کیفیت پرتو ثابت در فواصل طولانی است، بنابراین آنها می توانند به طور یکنواخت در طیف گسترده ای از انواع مواد و ضخامت برش دهند. این سازگاری به بهبود کیفیت لبه های برش کمک می کند و نیاز به عملیات ثانویه را به حداقل می رساند.

دستگاه برش لیزری چگونه کار می کند؟

یک برش لیزری با هدایت یک پرتو لیزر پرقدرت از طریق اپتیک و روی ماده ای که قرار است برش داده شود، کار می کند. پرتو لیزر توسط یک عدسی متمرکز می شود و بر روی مواد پخش می شود و باعث می شود دمای مواد محلی به سرعت بالا برود و ذوب یا تبخیر شود. سپس از یک جریان گاز کواکسیال برای دمیدن مواد مذاب استفاده می شود، حذف مواد تکمیل می شود و اثر برش ایجاد می شود. جریان گاز همچنین به خنک شدن مواد و جلوگیری از تاب برداشتن یا پیچ خوردگی آن کمک می کند. برش های لیزری توسط یک سیستم کنترل عددی کامپیوتری (CNC) کنترل می شوند تا از دقت و صحت در طول فرآیند برش اطمینان حاصل شود.

گاز کمکی در برش لیزر فیبر چیست؟

گاز کمکی در برش لیزری برای بهبود کیفیت و کارایی فرآیند برش استفاده می شود. گاز کمکی به پاکسازی مواد مذاب کمک می کند و از جامد شدن مجدد آن بر روی سطح مواد جلوگیری می کند. همچنین به خنک شدن مواد و جلوگیری از اعوجاج یا تغییر شکل آن کمک می کند. نیتروژن، اکسیژن و هوای فشرده رایج ترین گازهای کمکی در برش لیزری هستند.

1. استفاده از نیتروژن در برش لیزری

نیتروژن به دلیل ماهیت بی اثرش، پرمصرف ترین گاز کمکی در برش لیزری است. برای اطمینان از عملکرد لیزر با کیفیت بالا، به خصوص زمانی که نیاز به برش با کیفیت بالا باشد، استفاده می شود. نیتروژن اکسیژن را از هوا خارج می کند و از واکنش آن با فلز داغ جلوگیری می کند و بدون تأثیر بر رنگ مواد (بسته به خلوص نیتروژن مورد استفاده) برشی کامل و روشن به دست می آورد. نیتروژن یک گاز بی اثر است که به لیزر اجازه می دهد در محیطی بدون اکسیژن کار کند و از اکسید شدن لبه برش جلوگیری می کند. نیتروژن همچنین نقش مهمی در کاهش هزینه ها، افزایش سرعت برش، افزایش بهره وری، بهبود عملکرد کنترل و دستیابی به پردازش کارآمد دارد. راه حل های اختیاری 'plug-and-play' نیتروژن را در صورت نیاز ارائه می دهند.

2. استفاده از اکسیژن در برش لیزری

برش لیزری از اکسیژن به عنوان گاز کمکی برای موادی استفاده می کند که پردازش آنها با روش های دیگر دشوار است. اکسیژن یک گاز بسیار واکنش پذیر است که قدرت پرتو لیزر را چند برابر می کند و باعث واکنش گرمازا می شود که امکان برش مواد ضخیم تر را فراهم می کند. اکسیژن با مواد بریده شده واکنش می دهد و از طریق واکنش های شیمیایی باعث ذوب و تبخیر می شود. بسته به نوع ماده، می توان از اکسیژن نیز برای افزایش سرعت برش و کاهش هزینه فرآیند برش استفاده کرد. با این حال، اکسیژن می تواند باعث اکسیداسیون و تشکیل یک لایه کربنی روی لبه برش شود که می تواند منجر به کیفیت سطح پایین محصول شود و سطح اکسید شده نیز می تواند بر چسبندگی پوشش ها یا رنگ ها تأثیر بگذارد. علاوه بر این، اکسیژن به شدت واکنش نشان می دهد و نمی توان برش های بسیار نازکی به دست آورد.

3. استفاده از هوای فشرده در برش لیزری

هوای فشرده همچنین می تواند به عنوان گاز کمکی در برش لیزری استفاده شود و همچنین می تواند سرعت و مزایای اقتصادی برش لیزری را افزایش دهد. اما به دلیل 21 درصد اکسیژن موجود در هوا، هنگام استفاده از هوای فشرده به عنوان گاز کمکی برای برش لیزری، امکان پردازش قطعات با برش های تمیز وجود ندارد (معمولاً این قطعات قبل از ورود به فرآیند بعدی نیاز به جداسازی دارند که نیاز به کار اضافی دارد). این کیفیت برش برای قطعاتی که بعدا رنگ آمیزی یا جوش داده می شوند کافی است، زیرا رنگ لبه برش مهم نیست.

خلوص گاز کمکی به طور کلی چقدر است؟

خلوص گاز کمکی به نیاز مشتری برای محصول نهایی بستگی دارد، اما توجه به موارد زیر ضروری است:

 در صورت استفاده از هوا، نمی توانیم خلوص هوا را تغییر دهیم، بنابراین دارای 78 درصد نیتروژن و 21 درصد اکسیژن خواهد بود.

 در صورت استفاده از اکسیژن، خلوص آن معمولاً بالاتر از 99.5 درصد است.

 در صورت استفاده از نیتروژن، خلوص به ماده ای که برش داده می شود، اینکه آیا مواد بیشتر پردازش می شود و اهمیت رنگ لبه برش بستگی دارد.

به یاد داشته باشید که با کاهش خلوص نیتروژن، می توانید هزینه ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهید.