فناوری برش لیزر دی اکسیدکربن به طور گسترده ای در تولیدات صنعتی چین مورد استفاده قرار گرفته است و هنوز هم در زمینه فن آوری برش ورق های فولادی ضخیم و برش با سرعت بالا پتانسیل زیادی دارد.فرآیند برش لیزری عمدتا شامل برش همجوشی ، برش بخار ، ذوب اکسیداسیون و شکستگی کنترل است.بیایید اصول و ویژگی های هر یک از چهار فرآیند را مورد بحث قرار دهیم.
برش ذوب
برش همجوشی برای گرم کردن مواد با اشعه لیزر اتفاقی استفاده می شود.هنگامی که چگالی توان پرتوی لیزر از مقدار مشخصی فراتر رود ، قسمت تابش شده ماده شروع به تبخیر داخلی می کند ، بنابراین یک سوراخ بسیار کوچک ایجاد می کند.چنین سوراخ هایی انرژی لیزر را بیشتر جذب می کنند و دیواره های فلزی محافظت شده را ذوب می کنند.در همان زمان ، جریان هوای کمکی در راستای پرتو ، مواد مذاب اطراف سوراخ را با خود حمل می کند.با حرکت قطعه کار می توان شکافی را در سطح فلز برش داد.
برش بخار شدن
برش بخار دهی نسبت به برش فیوژن به قدرت پرتوی لیزر بیشتری نیاز دارد.در زیر چنین پرتو ، ماده برش خورده می تواند بدون ذوب شدن مستقیماً به نقطه جوش برسد.به این ترتیب می توان مواد را در حالت بخار از بین برد ، که ذرات ذوب شده را با خود می برد و بقایای تمیز را ایجاد می کند تا منافذ تشکیل شود.در حین تبخیر ، حدود 40 درصد از مواد به عنوان بخار از بین می روند ، در حالی که 60 درصد دیگر توسط جریان هوا به صورت قطره از بدن خارج می شوند و سپس از قسمت زیرین شکاف به عنوان خارج می شوند.در فرآیند پردازش ، بسیاری از مواد غیر ذوب مانند مواد چوب و کربن را می توان از طریق این فرآیند برش مواجه کرد.
اکسیداسیون ذوب می شود
برش همجوشی با استفاده از گازهای واکنشی مانند اکسیژن به عنوان جریان کمکی انجام می شود.هنگام برش ، سطح ماده تحت تابش پرتو لیزر به دمای نقطه اشتعال گرم می شود و سپس واکنش احتراق شدید با اکسیژن رخ می دهد و مقدار زیادی گرما آزاد می شود.این گرما مواد را گرم کرده و سوراخهای کوچکی را که داخل آن بخار وجود دارد ایجاد می کند و دیواره های فلزی اطراف سوراخ ها را ذوب می کند.
میزان احتراق فلز در اکسیژن با انتقال مواد احتراق به سرباره کنترل می شود ، زیرا میزان احتراق مستقیماً با سرعت انتشار اکسیژن از طریق سرباره به جبهه جرقه مشخص می شود.هرچه سرعت جریان اکسیژن بیشتر باشد ، واکنش احتراق شدیدتر است و هرچه سرباره سریعتر از بین برود ، سرعت برش بیشتری نیز حاصل می شود.البته ، هرچه میزان جریان اکسیژن بیشتر باشد ، بهتر است ، زیرا سرعت جریان بیش از حد ممکن است منجر به خنک شدن سریع محصول واکنش در دهانه شکاف ، یعنی اکسید فلز شود ، که برای کیفیت برش بسیار بد است.
در این فرایند برش ، فلز با دو منبع گرما ذوب می شود ، یکی از تابش لیزر و دیگری از واکنش شیمیایی اکسیژن با فلز.تخمین زده می شود که در حدود 60٪ از کل انرژی مورد نیاز برای برش فولاد در اثر واکنش اکسیداسیون آزاد می شود.بنابراین ، باید سرعت احتراق اکسیژن و سرعت حرکت پرتو لیزر دقیقاً محاسبه شود تا مطابقت کامل حاصل شود.اگر اکسیژن سریعتر از حرکت پرتوی لیزر بسوزد ، شکاف به صورت گسترده و خشن ظاهر می شود.اگر پرتوی لیزر سریعتر از سوختن اکسیژن حرکت کند ، شکاف حاصل باریک و صاف است.
کنترل شکستگی
شکستگی کنترل شده با سرعت بالا ، برش کنترل شده مواد توسط گرم شدن پرتو لیزر است.این فرآیند برای مواد شکننده ای که به راحتی در اثر حرارت از بین می روند بسیار مثر است.فرایند خاص این است: پرتوی لیزر برای گرم کردن یک منطقه کوچک از مواد شکننده استفاده می شود ، باعث ایجاد یک گرادیان حرارتی بزرگ و تغییر شکل مکانیکی جدی در منطقه می شود ، و در نتیجه ترک مواد ایجاد می شود.تا زمانی که شیب گرمایش متعادل باشد ، پرتو لیزر می تواند ترک ها را به هر جهتی که مورد نیاز است هدایت کند.
شایان ذکر است که این نوع برش شکستگی کنترل شده برای برش درز برش زاویه و لبه گوشه حاد مناسب نیست.با قطع شکل بسته خیلی بزرگ کار ساده ای نیست.سرعت برش شکستگی کنترل سریع است ، به قدرت زیادی نیاز ندارد ، در غیر این صورت باعث ذوب شدن سطح قطعه کار می شود ، لبه درز را از بین می برد.پارامترهای اصلی کنترل قدرت لیزر و اندازه لکه هستند.
