إن حدوث نتوءات أثناء القطع بالليزر لا يؤثر فقط على دقة ومظهر قطع العمل، بل يزيد أيضًا من تكلفة عمليات الطحن اللاحقة. يتطلب تحقيق المعالجة الحرة-تحكمًا تعاونيًا من أبعاد متعددة مثل معلمات المعدات وخصائص المواد وتحسين العملية. الطرق المحددة هي كما يلي:
1. مطابقة معلمات الليزر بدقة للتحكم في مخرجات الطاقة
تعتبر عقلانية معلمات الليزر أمرًا بالغ الأهمية لتجنب النتوءات. أولاً،يجب أن تتكيف قوة الليزر مع سمك المادة: ستؤدي الطاقة غير الكافية إلى قطع غير كامل للمادة، مما يؤدي إلى ترك-معدن غير مندمج مثل نتوءات؛ قد تؤدي الطاقة المفرطة إلى زيادة-ذوبان المادة، وسيشكل المعدن السائل المبرد نتوءات عقدية. على سبيل المثال، عند قطع الفولاذ منخفض الكربون- بسمك 1-3 مم، يتم ضبط الطاقة عادةً على 1500-3000 وات، بينما بالنسبة للألواح السميكة 5-10 مم، يلزم زيادة الطاقة إلى 3000-6000 وات.
ثانيًا،ضبط سرعة القطع والتردد: ستؤدي السرعة البطيئة جدًا إلى إطالة وقت تشعيع الليزر على المادة، وتوسيع المنطقة المتأثرة بالحرارة-، والتسبب في نتوءات على الحواف بسهولة؛ السرعة العالية جدًا ستؤدي إلى قطع غير مكتمل. بشكل عام، الصفائح الرقيقة مناسبة للسرعة العالية والتردد العالي (على سبيل المثال، للألواح الفولاذية 1-2 مم، السرعة هي 10-15 م / دقيقة، والتردد 5000-10000 هرتز)، في حين أن الصفائح السميكة تتطلب سرعة أقل وتردد أقل (على سبيل المثال، للألواح الفولاذية 8 مم، السرعة هي 1-3 م / دقيقة، والتردد 1000-3000 هرتز).
فضلاً عن ذلك،تحسين الموقف البؤري: سيؤدي التركيز العميق جدًا- إلى تشتيت الطاقة، مما يؤدي إلى عدم تساوي عرض الأجزاء العلوية والسفلية من القطع وترك نتوءات في الأسفل بسهولة؛ سيؤدي التركيز الضحل جدًا- إلى ذوبان السطح بشكل مفرط. عند قطع المعادن، يجب أن يكون التركيز عادةً 0.5-1 مم تحت سطح المادة، وبالنسبة للمواد غير المعدنية، يمكن إزاحته لأعلى بشكل مناسب.
2. اختيار الغازات المساعدة بشكل معقول لتعزيز تأثير إزالة الخبث
تلعب الغازات المساعدة دورًا في نفخ الخبث وتبريد قطعة العمل أثناء القطع بالليزر. يؤثر نوعها وضغطها وتدفقها بشكل مباشر على تكوين الأزيز.بالنسبة للمعادن الحديدية مثل الفولاذ الكربوني، يفضل الأكسجين كغاز مساعد: يمكن أن يتفاعل الأكسجين مع المعدن تأكسدًا، ويطلق حرارة إضافية للمساعدة في القطع، وفي الوقت نفسه، يمكن للأكسجين عالي الضغط-أن يتخلص من الخبث بسرعة لتقليل البقايا. ومع ذلك، يجب التحكم في ضغط الأكسجين، بشكل عام بين 0.3-0.8MPa. سيؤدي الضغط المنخفض جدًا إلى إزالة الخبث بشكل غير كامل، كما أن الضغط المرتفع جدًا سيؤدي بسهولة إلى أكسدة مفرطة لحافة القطع، مما يؤدي إلى تكوين نتوءات.
عند قطع المعادن غير الحديدية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم، يجب استخدام الغازات الخاملة مثل النيتروجين: يمكن للغازات الخاملة أن تمنع أكسدة المواد وتخرج الخبث من القطع بسبب الضغط العالي. يكون ضغط النيتروجين عادة أعلى من ضغط الأكسجين (0.5-1.2MPa)، خاصة بالنسبة للصفائح السميكة. من الضروري ضمان تدفق ثابت للغاز لمنع احتباس الخبث بسبب تقلبات الضغط. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا أن يتطابق قطر فوهة الغاز ومسافتها. قطر الفوهة الصغير جدًا- يكون عرضة لفقد الضغط، بينما يتسبب القطر الكبير جدًا في انتشار الغاز. يوصى باختيار فوهة بقطر φ1.5-3mm وفقًا لسمك المادة، والحفاظ على المسافة بين الفوهة وقطعة العمل عند 0.5-2mm.
3. مواد المعالجة المسبقة لتقليل تأثير العيوب الكامنة
حالة المادة نفسها هي أساس المعالجة الخالية من الحرق-.تأكد من أن سطح المادة الخام مسطح وخالي من طبقات الأكسيد: بالنسبة للألواح المعدنية المغطاة بالصدأ أو الترسبات-، فإن طبقة الأكسيد سوف تمتص جزءًا من الطاقة أثناء القطع بالليزر، مما يؤدي إلى عدم تساوي درجة حرارة القطع والتسبب في حدوث نتوءات بسهولة. قبل المعالجة، يمكن إزالة طبقة الأكسيد عن طريق الطحن، والتخليل، وما إلى ذلك، أو يمكن اختيار الألواح ذات جودة السطح المؤهلة.
التحكم في تحمل سمك المادة: إذا تجاوز انحراف سمك المواد في نفس الدفعة 0.1 مم، فسيكون من الصعب على طاقة الليزر أن تعمل على المادة بشكل موحد. الأجزاء الرقيقة عرضة للانصهار الزائد-، والأجزاء السميكة عرضة لترك نتوءات. لذلك، من الضروري تحديد مواد عالية الجودة-ذات سماكة صغيرة وإجراء فحوصات موضعية على سماكة اللوحة قبل القطع. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمواد المطلية (مثل الألواح المجلفنة)، من الضروري التأكد مسبقًا مما إذا كان الطلاء مقاومًا لدرجات الحرارة العالية-لتجنب حدوث نتوءات ناتجة عن احتراق الطلاء أو ذوبانه والتصاقه بالقطع.
4. صيانة المعدات بانتظام لضمان التشغيل المستقر
تعد الحالة الجيدة للمعدات شرطًا أساسيًا للمعالجة المستمرة الخالية من الحرق-.قم بتنظيف مرآة التركيز والفوهة: إذا كان سطح مرآة التركيز ملوثًا بالغبار أو تناثر المعادن، فسيؤدي ذلك إلى تحول تركيز طاقة الليزر وتقليل قدرة القطع؛ سوف يؤثر انسداد الفوهة على معدل تدفق وضغط الغاز المساعد، مما يضعف تأثير إزالة الخبث. يوصى بمسح مرآة التركيز باستخدام عامل تنظيف خاص قبل التشغيل كل يوم، وتفكيك الفوهة للتجريف والتنظيف كل أسبوع.
التحقق من دقة السكك الحديدية ونظام النقل: سيؤدي تآكل حاجز التوجيه أو ارتخاء مكونات ناقل الحركة إلى انحراف رأس القطع عن مسار التشغيل، مما يؤدي إلى قطع مائل وبالتالي نتوءات. من الضروري تشحيم حاجز التوجيه بانتظام، والتحقق من إحكام مكونات ناقل الحركة مثل التروس والأحزمة كل شهر، والتأكد من أن رأس القطع يتحرك بسلاسة ويتم وضعه بدقة. بالإضافة إلى ذلك، تعد معايرة المسار البصري بالليزر بانتظام لضمان عمودي شعاع الليزر ودقة موضع النقطة البؤرية أيضًا إجراءً مهمًا لتجنب النتوءات.
5. تحسين العملية للمواد الخاصة
بالنسبة للمواد شديدة الانعكاس (مثل سبائك النحاس والألمنيوم) أو المواد{0}}عالية الصلابة (مثل سبائك التيتانيوم)، يجب اعتماد العمليات المستهدفة. عند قطع المواد شديدة الانعكاس، يمكن استخدام مولدات الليزر الأخضر أو الأزرق (مع معدل امتصاص أعلى لأشعة الليزر ذات الطول الموجي القصير-)، ويمكن تقليل سرعة القطع وزيادة الطاقة القصوى لتقليل القطع غير المكتمل الناتج عن انعكاس الطاقة. عند قطع مواد ذات صلابة عالية-، يمكن استخدام وضع الليزر النبضي لاختراق المادة على الفور من خلال نبضات عالية التردد-، مما يؤدي إلى تجنب التشوه الحراري والنتوءات الناتجة عن العمل طويل المدى لأشعة الليزر المستمرة.
في الختام، يعد تحقيق المعالجة الخالية من النتوءات-باستخدام ماكينات القطع بالليزر مشروعًا منهجيًا. من الضروري ضبط المعلمات بدقة، وتحسين العمليات المساعدة مع خصائص المواد، والقيام بعمل جيد في صيانة المعدات للحصول على قطع سلس ومسطح مع ضمان كفاءة القطع.
--رايثر ليزر جاك صن--