ലേസർ കട്ടിംഗും അതിന്റെ പ്രോസസ്സിംഗ് സിസ്റ്റവും

ലേസർ കട്ടിംഗ്അപേക്ഷ

ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ ലേസർ കട്ടിംഗിനായി ഫാസ്റ്റ് ആക്സിയൽ ഫ്ലോ CO2 ലേസറുകൾ കൂടുതലും ഉപയോഗിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും അവയുടെ നല്ല ബീം ഗുണനിലവാരം കാരണം. മിക്ക ലോഹങ്ങളുടെയും CO2 ലേസർ ബീമുകളിലേക്കുള്ള പ്രതിഫലനക്ഷമത വളരെ ഉയർന്നതാണെങ്കിലും, താപനിലയും ഓക്സിഡേഷൻ ഡിഗ്രിയും വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് മുറിയിലെ താപനിലയിൽ ലോഹ പ്രതലത്തിന്റെ പ്രതിഫലനക്ഷമത വർദ്ധിക്കുന്നു. ലോഹ പ്രതലത്തിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, ലോഹത്തിന്റെ പ്രതിഫലനക്ഷമത 1 ന് അടുത്താണ്. ലോഹ ലേസർ കട്ടിംഗിന്, ഉയർന്ന ശരാശരി പവർ ആവശ്യമാണ്, ഉയർന്ന പവർ CO2 ലേസറുകൾക്ക് മാത്രമേ ഈ അവസ്ഥയുള്ളൂ.

1. സ്റ്റീൽ വസ്തുക്കളുടെ ലേസർ കട്ടിംഗ്

1.1 CO2 തുടർച്ചയായ ലേസർ കട്ടിംഗ് CO2 തുടർച്ചയായ ലേസർ കട്ടിംഗിന്റെ പ്രധാന പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകളിൽ ലേസർ പവർ, ഓക്സിലറി ഗ്യാസിന്റെ തരം, മർദ്ദം, കട്ടിംഗ് വേഗത, ഫോക്കൽ സ്ഥാനം, ഫോക്കൽ ഡെപ്ത്, നോസൽ ഉയരം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

(1) ലേസർ പവർ കട്ടിംഗ് കനം, കട്ടിംഗ് വേഗത, ഇൻസെക്ഷൻ വീതി എന്നിവയിൽ ലേസർ പവർ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. മറ്റ് പാരാമീറ്ററുകൾ സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ, കട്ടിംഗ് പ്ലേറ്റ് കനം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് കട്ടിംഗ് വേഗത കുറയുകയും ലേസർ പവർ കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, ലേസർ പവർ കൂടുന്തോറും മുറിക്കാൻ കഴിയുന്ന പ്ലേറ്റിന്റെ കട്ടി കൂടും, കട്ടിംഗ് വേഗത കൂടും, ഇൻസെഷൻ വീതി അല്പം കൂടുതലായിരിക്കും.

(2) സഹായ വാതകത്തിന്റെ തരവും മർദ്ദവും കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീൽ മുറിക്കുമ്പോൾ, കട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇരുമ്പ്-ഓക്സിജൻ ജ്വലന പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ താപം ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് CO2 സഹായ വാതകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. കട്ടിംഗ് വേഗത ഉയർന്നതാണ്, മുറിവിന്റെ ഗുണനിലവാരം നല്ലതാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് സ്റ്റിക്കി സ്ലാഗ് ഇല്ലാതെ മുറിവ് ലഭിക്കും. സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ മുറിക്കുമ്പോൾ, CO2 ഉപയോഗിക്കുന്നു. മുറിവിന്റെ താഴത്തെ ഭാഗത്ത് സ്ലാഗ് പറ്റിപ്പിടിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്. CO2 + N2 മിക്സഡ് ഗ്യാസ് അല്ലെങ്കിൽ ഡബിൾ-ലെയർ ഗ്യാസ് ഫ്ലോ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സഹായ വാതകത്തിന്റെ മർദ്ദം കട്ടിംഗ് ഇഫക്റ്റിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ഗ്യാസ് മർദ്ദം ഉചിതമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഗ്യാസ് ഫ്ലോ മൊമെന്റം വർദ്ധിക്കുന്നതിനും സ്ലാഗ് നീക്കം ചെയ്യാനുള്ള ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും കാരണം സ്റ്റിക്കി സ്ലാഗ് ഇല്ലാതെ കട്ടിംഗ് വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, മർദ്ദം വളരെ ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ, മുറിച്ച ഉപരിതലം പരുക്കനായി മാറുന്നു. മുറിവിന്റെ ഉപരിതലത്തിന്റെ ശരാശരി പരുക്കനിൽ ഓക്സിജൻ മർദ്ദത്തിന്റെ സ്വാധീനം താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ശരീര മർദ്ദവും പ്ലേറ്റ് കനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. 1kW CO2 ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീൽ മുറിക്കുമ്പോൾ, ഓക്സിജൻ മർദ്ദവും പ്ലേറ്റ് കനവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

(3) കട്ടിംഗ് വേഗത കട്ടിംഗ് ഗുണനിലവാരത്തിൽ കട്ടിംഗ് വേഗതയ്ക്ക് കാര്യമായ സ്വാധീനമുണ്ട്. ലേസർ പവറിന്റെ ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ, കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീൽ മുറിക്കുമ്പോൾ നല്ല കട്ടിംഗ് വേഗതയ്ക്ക് അനുബന്ധമായ മുകളിലും താഴെയുമുള്ള നിർണായക മൂല്യങ്ങളുണ്ട്. കട്ടിംഗ് വേഗത നിർണായക മൂല്യത്തേക്കാൾ കൂടുതലോ കുറവോ ആണെങ്കിൽ, സ്ലാഗ് സ്റ്റിക്കിംഗ് സംഭവിക്കും. കട്ടിംഗ് വേഗത മന്ദഗതിയിലാകുമ്പോൾ, കട്ടിംഗ് എഡ്ജിലെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതികരണ താപത്തിന്റെ പ്രവർത്തന സമയം നീട്ടുന്നു, കട്ടിംഗിന്റെ വീതി വർദ്ധിക്കുന്നു, കട്ടിംഗ് ഉപരിതലം പരുക്കനാകുന്നു. കട്ടിംഗ് വേഗത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, മുകളിലെ മുറിവിന്റെ വീതി സ്ഥലത്തിന്റെ വ്യാസത്തിന് തുല്യമാകുന്നതുവരെ മുറിവ് ക്രമേണ ഇടുങ്ങിയതായിത്തീരുന്നു. ഈ സമയത്ത്, മുറിവ് ചെറുതായി വെഡ്ജ് ആകൃതിയിലുള്ളതും മുകളിൽ വീതിയുള്ളതും അടിയിൽ ഇടുങ്ങിയതുമാണ്. കട്ടിംഗ് വേഗത വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ, മുകളിലെ മുറിവിന്റെ വീതി ചെറുതായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു, പക്ഷേ മുറിവിന്റെ താഴത്തെ ഭാഗം താരതമ്യേന വിശാലമാവുകയും വിപരീത വെഡ്ജ് ആകൃതിയായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു.

(5) ഫോക്കസ് ഡെപ്ത്

കട്ടിംഗ് ഉപരിതലത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തിലും കട്ടിംഗ് വേഗതയിലും ഫോക്കസിന്റെ ആഴം ഒരു നിശ്ചിത സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. താരതമ്യേന വലിയ സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകൾ മുറിക്കുമ്പോൾ, വലിയ ഫോക്കൽ ഡെപ്ത് ഉള്ള ഒരു ബീം ഉപയോഗിക്കണം; നേർത്ത പ്ലേറ്റുകൾ മുറിക്കുമ്പോൾ, ചെറിയ ഫോക്കൽ ഡെപ്ത് ഉള്ള ഒരു ബീം ഉപയോഗിക്കണം.

(6) നോസൽ ഉയരം

നോസൽ ഉയരം എന്നത് ഓക്സിലറി ഗ്യാസ് നോസിലിന്റെ അവസാന ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വർക്ക്പീസിന്റെ മുകൾ ഉപരിതലത്തിലേക്കുള്ള ദൂരത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. നോസലിന്റെ ഉയരം വലുതാണ്, കൂടാതെ എജക്റ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഓക്സിലറി എയർഫ്ലോയുടെ ആക്കം എളുപ്പത്തിൽ ചാഞ്ചാടാൻ കഴിയും, ഇത് കട്ടിംഗ് ഗുണനിലവാരത്തെയും വേഗതയെയും ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ലേസർ കട്ടിംഗ് ചെയ്യുമ്പോൾ, നോസൽ ഉയരം സാധാരണയായി കുറയ്ക്കും, സാധാരണയായി 0.5~2.0mm.

① ലേസർ വശങ്ങൾ

a. ലേസർ പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കുക. കൂടുതൽ ശക്തമായ ലേസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നത് കട്ടിംഗ് കനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള നേരിട്ടുള്ളതും ഫലപ്രദവുമായ ഒരു മാർഗമാണ്.

b. പൾസ് പ്രോസസ്സിംഗ്. പൾസ്ഡ് ലേസറുകൾക്ക് വളരെ ഉയർന്ന പീക്ക് പവർ ഉണ്ട്, കട്ടിയുള്ള സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകളിലേക്ക് തുളച്ചുകയറാൻ കഴിയും. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, നാരോ-പൾസ്-വീതിയുള്ള പൾസ് ലേസർ കട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ ലേസർ പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കാതെ തന്നെ കട്ടിയുള്ള സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകൾ മുറിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ തുടർച്ചയായ ലേസർ കട്ടിംഗിനേക്കാൾ മുറിവിന്റെ വലുപ്പം ചെറുതാണ്.

സി. പുതിയ ലേസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുക

②ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റം

a. അഡാപ്റ്റീവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റം. പരമ്പരാഗത ലേസർ കട്ടിംഗിൽ നിന്നുള്ള വ്യത്യാസം, കട്ടിംഗ് പ്രതലത്തിന് താഴെ ഫോക്കസ് സ്ഥാപിക്കേണ്ടതില്ല എന്നതാണ്. സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റിന്റെ കനം ദിശയിൽ ഫോക്കസ് സ്ഥാനം കുറച്ച് മില്ലിമീറ്റർ മുകളിലേക്കും താഴേക്കും ചാഞ്ചാടുമ്പോൾ, ഫോക്കസ് സ്ഥാനത്തിന്റെ മാറ്റത്തിനനുസരിച്ച് അഡാപ്റ്റീവ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റത്തിലെ ഫോക്കൽ ലെങ്ത് മാറും. ഫോക്കൽ ലെങ്തിലെ മുകളിലേക്കും താഴേക്കും ഉള്ള മാറ്റങ്ങൾ ലേസറിനും വർക്ക്പീസിനും ഇടയിലുള്ള ആപേക്ഷിക ചലനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, ഇത് വർക്ക്പീസിന്റെ ആഴത്തിൽ ഫോക്കസ് സ്ഥാനം മുകളിലേക്കും താഴേക്കും മാറാൻ കാരണമാകുന്നു. ബാഹ്യ സാഹചര്യങ്ങൾക്കൊപ്പം ഫോക്കസ് സ്ഥാനം മാറുന്ന ഈ കട്ടിംഗ് പ്രക്രിയ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള മുറിവുകൾ ഉണ്ടാക്കും. ഈ രീതിയുടെ പോരായ്മ, കട്ടിംഗ് ആഴം പരിമിതമാണ്, സാധാരണയായി 30 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടരുത് എന്നതാണ്.

b. ബൈഫോക്കൽ കട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ. വ്യത്യസ്ത ഭാഗങ്ങളിൽ ബീം രണ്ടുതവണ ഫോക്കസ് ചെയ്യാൻ ഒരു പ്രത്യേക ലെൻസ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചിത്രം 4.58 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, D എന്നത് ലെൻസിന്റെ മധ്യഭാഗത്തിന്റെ വ്യാസമാണ്, ലെൻസിന്റെ അരികിലെ ഭാഗത്തിന്റെ വ്യാസവുമാണ്. ലെൻസിന്റെ മധ്യഭാഗത്തുള്ള വക്രതയുടെ ആരം ചുറ്റുമുള്ള പ്രദേശത്തേക്കാൾ വലുതാണ്, ഇത് ഒരു ഇരട്ട ഫോക്കസ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. കട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, മുകളിലെ ഫോക്കസ് വർക്ക്പീസിന്റെ മുകളിലെ പ്രതലത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്, കൂടാതെ താഴത്തെ ഫോക്കസ് വർക്ക്പീസിന്റെ താഴത്തെ പ്രതലത്തിനടുത്താണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. ഈ പ്രത്യേക ഡ്യുവൽ-ഫോക്കസ് ലേസർ കട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് നിരവധി ഗുണങ്ങളുണ്ട്. മൈൽഡ് സ്റ്റീൽ മുറിക്കുന്നതിന്, മെറ്റീരിയൽ കത്തിക്കാൻ ആവശ്യമായ വ്യവസ്ഥകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് ലോഹത്തിന്റെ മുകളിലെ പ്രതലത്തിൽ ഉയർന്ന തീവ്രതയുള്ള ലേസർ ബീം നിലനിർത്താൻ മാത്രമല്ല, ജ്വലനത്തിനുള്ള ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് ലോഹത്തിന്റെ താഴത്തെ പ്രതലത്തിന് സമീപം ഉയർന്ന തീവ്രതയുള്ള ലേസർ ബീം നിലനിർത്താനും ഇതിന് കഴിയും. മെറ്റീരിയൽ കനത്തിന്റെ മുഴുവൻ ശ്രേണിയിലും വൃത്തിയുള്ള മുറിവുകൾ നിർമ്മിക്കേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകത. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള കട്ടുകൾ ലഭിക്കുന്നതിന് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പാരാമീറ്ററുകളുടെ പരിധി വികസിപ്പിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 3kW CO2 ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലേസർ ഉപയോഗിച്ച്, പരമ്പരാഗത കട്ടിംഗ് കനം 15~20mm വരെ മാത്രമേ എത്താൻ കഴിയൂ, അതേസമയം ഡ്യുവൽ ഫോക്കസ് കട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചുള്ള കട്ടിംഗ് കനം 30~40mm വരെ എത്താം.

③നോസിലും സഹായ വായുപ്രവാഹവും

വായു പ്രവാഹ മേഖലയുടെ സവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി നോസൽ ന്യായമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുക. സൂപ്പർസോണിക് നോസിലിന്റെ അകത്തെ ഭിത്തിയുടെ വ്യാസം ആദ്യം ചുരുങ്ങുകയും പിന്നീട് വികസിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഔട്ട്‌ലെറ്റിൽ സൂപ്പർസോണിക് വായുപ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാതെ തന്നെ വായു വിതരണ മർദ്ദം വളരെ ഉയർന്നതായിരിക്കും. ലേസർ കട്ടിംഗിനായി ഒരു സൂപ്പർസോണിക് നോസൽ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, കട്ടിംഗ് ഗുണനിലവാരവും അനുയോജ്യമാണ്. വർക്ക്പീസ് ഉപരിതലത്തിലെ സൂപ്പർസോണിക് നോസിലിന്റെ കട്ടിംഗ് മർദ്ദം താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതിനാൽ, കട്ടിയുള്ള സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകളുടെ ലേസർ കട്ടിംഗിന് ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും അനുയോജ്യമാണ്.