بهینه سازی برش لیزری: تعیین پارامترهای فرآیند

پردازش برش لیزری جایگزین چاقوهای مکانیکی سنتی با پرتو لیزر نامرئی می شود. این دارای ویژگی های دقت بالا، برش سریع، محدود به محدودیت های الگوی برش نیست، مواد صرفه جویی در طرح بندی خودکار، برش صاف و هزینه های پردازش کم است. به تدریج تجهیزات برش فلز سنتی را بهبود می بخشد یا جایگزین می کند. قسمت مکانیکی تیغه لیزر با قطعه کار تماس پیدا نمی کند، بنابراین در حین کار باعث ایجاد خراش روی سطح قطعه کار نمی شود. سرعت برش لیزر سریع است، برش صاف و مسطح است و به طور کلی نیازی به پردازش بعدی ندارد. منطقه تحت تأثیر حرارت برش کوچک است، تغییر شکل صفحه کوچک است، و درز برش (0.1mm~0.3mm) است. برش بدون تنش مکانیکی و بدون برش است. دقت ماشینکاری بالا، تکرارپذیری خوب و بدون آسیب به سطح مواد؛ برنامه‌نویسی CNC می‌تواند هر طرح مسطحی را پردازش کند و می‌تواند تخته‌های بزرگ را بدون نیاز به قالب برش دهد، که به صرفه-و زمان صرفه‌جویی می‌شود.

دستگاه لیزر برش لوله

تجهیزات برش لیزری عمدتاً شامل لیزر، سیستم هدایت نور، سیستم حرکت CNC، سر برش تنظیم ارتفاع خودکار، پلت فرم کار و سیستم دمیدن گاز با فشار بالا است. پارامترهای زیادی می توانند بر فرآیند برش لیزری تأثیر بگذارند، برخی از آنها به عملکرد فنی لیزر و ماشین ابزار بستگی دارد، در حالی که برخی دیگر متغیر هستند.

1 حالت پرتو لیزر

حالت اساسی که به عنوان حالت گاوسی نیز شناخته می‌شود، ایده‌آل‌ترین حالت برای برش است که عمدتاً در لیزرهای کم‌توان- با توان کمتر از ۱ کیلووات ظاهر می‌شود. حالت چندگانه ترکیبی از حالت‌های{3}}ترتیب بالاتر، با فوکوس ضعیف و توانایی برش کم با قدرت یکسان است. توانایی برش و کیفیت لیزر تک حالته بهتر از چند حالته-است.

2 قدرت لیزر

توان لیزر مورد نیاز برای برش لیزری عمدتاً به مواد برش، ضخامت مواد و الزامات سرعت برش بستگی دارد. قدرت لیزر تاثیر قابل توجهی بر ضخامت برش، سرعت برش و عرض برش دارد. به طور کلی، با افزایش قدرت لیزر، ضخامت مواد قابل برش نیز افزایش می یابد، سرعت برش تسریع می شود و عرض برش نیز افزایش می یابد.

3 موقعیت کانونی

موقعیت کانونی تأثیر بسزایی در عرض برش دارد. به طور کلی، فوکوس در حدود یک سوم ضخامت در زیر سطح ماده، با حداکثر عمق برش و حداقل عرض برش قرار دارد.

4 فاصله کانونی

هنگام برش صفحات فولادی ضخیم تر، باید از یک پرتو با گشتاور کانونی طولانی تر استفاده شود تا سطح برشی با عمودی خوب به دست آید. عمق فوکوس بیشتر است، قطر لکه نیز افزایش می یابد و چگالی توان کاهش می یابد و در نتیجه سرعت برش کاهش می یابد. برای حفظ سرعت برش مشخص، لازم است قدرت لیزر افزایش یابد. توصیه می شود هنگام برش صفحات نازک از یک پرتو با فاصله کانونی کمتر استفاده کنید، زیرا این امر منجر به قطر لکه کوچکتر و چگالی توان بالاتر می شود.

5 گازهای کمکی

برش فولاد کم کربن{0} اغلب از اکسیژن به عنوان گاز برش برای پیشبرد فرآیند برش با استفاده از گرمای واکنش احتراق اکسیژن آهن استفاده می‌کند. علاوه بر این، سرعت برش سریع است، کیفیت برش خوب است و می توان یک برش بدون سرباره به دست آورد. فشار افزایش می یابد، انرژی جنبشی افزایش می یابد و ظرفیت تخلیه سرباره افزایش می یابد. اندازه فشار هوای برش بر اساس عواملی مانند مواد، ضخامت صفحه، سرعت برش و کیفیت سطح برش تعیین می شود.

6 ساختار نازل

شکل ساختاری نازل و اندازه خروجی نور نیز بر کیفیت و کارایی برش لیزری تأثیر می گذارد. نیازهای مختلف برش نیاز به استفاده از نازل های مختلف دارد. اشکال نازل معمولاً مورد استفاده عبارتند از استوانه، مخروطی، مربع و اشکال دیگر. برش لیزری معمولاً از روش دمیدن کواکسیال (جریان هوا و محور نوری متحدالمرکز هستند) استفاده می کند. اگر جریان هوا و محور نوری متفاوت باشد، مقدار زیادی پاشش در حین برش ممکن است رخ دهد. برای اطمینان از پایداری فرآیند برش، معمولاً لازم است فاصله بین سطح انتهایی نازل و سطح قطعه کار که معمولاً 0.5-2.0 میلی متر است کنترل شود تا برش صاف را تسهیل کند.