లేజర్ కటింగ్ మరియు దాని ప్రాసెసింగ్ వ్యవస్థ

లేజర్ కటింగ్అప్లికేషన్

వేగవంతమైన యాక్సియల్ ఫ్లో CO2 లేజర్‌లను, ప్రధానంగా వాటి మంచి బీమ్ నాణ్యత కారణంగా, లోహ పదార్థాల లేజర్ కటింగ్ కోసం ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు. CO2 లేజర్ కిరణాలకు చాలా లోహాల పరావర్తనశీలత చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద లోహ ఉపరితలం యొక్క పరావర్తనశీలత, ఉష్ణోగ్రత మరియు ఆక్సీకరణ స్థాయి పెరిగే కొద్దీ పెరుగుతుంది. ఒకసారి లోహ ఉపరితలం దెబ్బతిన్న తర్వాత, లోహం యొక్క పరావర్తనశీలత 1కి దగ్గరగా ఉంటుంది. లోహ లేజర్ కటింగ్ కోసం, అధిక సగటు శక్తి అవసరం, మరియు అధిక-శక్తి గల CO2 లేజర్‌లకు మాత్రమే ఈ పరిస్థితి ఉంటుంది.

1. ఉక్కు పదార్థాల లేజర్ కటింగ్

1.1 CO2 నిరంతర లేజర్ కటింగ్ యొక్క ప్రధాన ప్రక్రియ పారామితులలో లేజర్ పవర్, సహాయక వాయువు రకం మరియు పీడనం, కటింగ్ వేగం, ఫోకల్ పొజిషన్, ఫోకల్ డెప్త్ మరియు నాజిల్ ఎత్తు ఉన్నాయి.

(1) లేజర్ శక్తి: లేజర్ శక్తి కోత మందం, కోత వేగం మరియు కోత వెడల్పుపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఇతర పారామితులు స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు, కోత పలక మందం పెరిగేకొద్దీ కోత వేగం తగ్గుతుంది మరియు లేజర్ శక్తి పెరిగేకొద్దీ పెరుగుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, లేజర్ శక్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అంత మందపాటి పలకను కత్తిరించవచ్చు, కోత వేగం అంత వేగంగా ఉంటుంది మరియు కోత వెడల్పు కొద్దిగా ఎక్కువగా ఉంటుంది.

(2) సహాయక వాయువు రకం మరియు పీడనం తక్కువ కార్బన్ ఉక్కును కత్తిరించేటప్పుడు, కోత ప్రక్రియను వేగవంతం చేయడానికి ఇనుము-ఆక్సిజన్ దహన చర్య నుండి వెలువడే వేడిని ఉపయోగించుకోవడానికి CO2 ను సహాయక వాయువుగా ఉపయోగిస్తారు. కోత వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు కోత నాణ్యత బాగుంటుంది, ముఖ్యంగా జిగురుగా ఉండే స్లాగ్ లేని కోతను పొందవచ్చు. స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌ను కత్తిరించేటప్పుడు, CO2 ను ఉపయోగిస్తారు. కోత యొక్క దిగువ భాగంలో స్లాగ్ సులభంగా అంటుకుంటుంది. తరచుగా CO2 + N2 మిశ్రమ వాయువు లేదా రెండు పొరల వాయు ప్రవాహాన్ని ఉపయోగిస్తారు. సహాయక వాయువు యొక్క పీడనం కోత ప్రభావంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. వాయు పీడనాన్ని తగిన విధంగా పెంచడం వల్ల వాయు ప్రవాహ వేగం పెరిగి, స్లాగ్ తొలగింపు సామర్థ్యం మెరుగుపడి, జిగురుగా ఉండే స్లాగ్ లేకుండా కోత వేగాన్ని పెంచవచ్చు. అయితే, పీడనం మరీ ఎక్కువగా ఉంటే, కోసిన ఉపరితలం గరుకుగా మారుతుంది. కోత ఉపరితలం యొక్క సగటు గరుకుదనంపై ఆక్సిజన్ పీడనం యొక్క ప్రభావం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.

బాడీ ప్రెజర్ ప్లేట్ మందంపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. 1kW CO2 లేజర్‌తో తక్కువ కార్బన్ స్టీల్‌ను కత్తిరించేటప్పుడు, ఆక్సిజన్ ప్రెజర్ మరియు ప్లేట్ మందం మధ్య సంబంధం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.

(3) కోత వేగం కోత నాణ్యతపై కోత వేగం గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. తక్కువ కార్బన్ ఉక్కును కోసేటప్పుడు, లేజర్ శక్తి యొక్క కొన్ని పరిస్థితులలో, మంచి కోత వేగం కోసం సంబంధిత ఎగువ మరియు దిగువ క్లిష్టమైన విలువలు ఉంటాయి. కోత వేగం క్లిష్టమైన విలువ కంటే ఎక్కువగా లేదా తక్కువగా ఉంటే, స్లాగ్ అంటుకోవడం జరుగుతుంది. కోత వేగం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కోత అంచుపై ఆక్సీకరణ చర్య వేడి యొక్క చర్య సమయం పెరుగుతుంది, కోత వెడల్పు పెరుగుతుంది మరియు కోత ఉపరితలం గరుకుగా మారుతుంది. కోత వేగం పెరిగేకొద్దీ, పై కోత వెడల్పు మచ్చ యొక్క వ్యాసానికి సమానమయ్యే వరకు కోత క్రమంగా సన్నగా మారుతుంది. ఈ సమయంలో, కోత కొద్దిగా చీలిక ఆకారంలో, పైన వెడల్పుగా మరియు క్రింద సన్నగా ఉంటుంది. కోత వేగం పెరుగుతూనే ఉన్నప్పుడు, పై కోత వెడల్పు మరింత చిన్నదిగా మారుతుంది, కానీ కోత యొక్క దిగువ భాగం సాపేక్షంగా వెడల్పుగా మారి తలక్రిందులుగా ఉన్న చీలిక ఆకారాన్ని పొందుతుంది.

(5) దృష్టి లోతు

ఫోకస్ డెప్త్ అనేది కటింగ్ ఉపరితలం యొక్క నాణ్యత మరియు కటింగ్ వేగంపై ఒక నిర్దిష్ట ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. సాపేక్షంగా పెద్ద స్టీల్ ప్లేట్లను కత్తిరించేటప్పుడు, పెద్ద ఫోకల్ డెప్త్ ఉన్న బీమ్‌ను ఉపయోగించాలి; సన్నని ప్లేట్లను కత్తిరించేటప్పుడు, తక్కువ ఫోకల్ డెప్త్ ఉన్న బీమ్‌ను ఉపయోగించాలి.

(6) నాజిల్ ఎత్తు

నాజిల్ ఎత్తు అనేది సహాయక గ్యాస్ నాజిల్ యొక్క చివరి ఉపరితలం నుండి వర్క్‌పీస్ యొక్క పై ఉపరితలం వరకు ఉన్న దూరాన్ని సూచిస్తుంది. నాజిల్ ఎత్తు ఎక్కువగా ఉంటే, వెలువడే సహాయక గాలి ప్రవాహం యొక్క వేగం సులభంగా హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది, ఇది కటింగ్ నాణ్యత మరియు వేగాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, లేజర్ కటింగ్ చేసేటప్పుడు, నాజిల్ ఎత్తును సాధారణంగా కనిష్టంగా, అంటే 0.5~2.0 మి.మీ. ఉండేలా చూస్తారు.

① లేజర్ అంశాలు

ఎ. లేజర్ శక్తిని పెంచండి. మరింత శక్తివంతమైన లేజర్‌లను అభివృద్ధి చేయడం అనేది కోత మందాన్ని పెంచడానికి ఒక ప్రత్యక్ష మరియు ప్రభావవంతమైన మార్గం.

బి. పల్స్ ప్రాసెసింగ్. పల్స్డ్ లేజర్‌లు చాలా అధిక పీక్ పవర్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు మందపాటి ఉక్కు పలకలను చొచ్చుకుపోగలవు. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ, తక్కువ-పల్స్-వెడల్పు గల పల్స్ లేజర్ కటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడం ద్వారా, లేజర్ పవర్‌ను పెంచకుండానే మందపాటి ఉక్కు పలకలను కత్తిరించవచ్చు మరియు నిరంతర లేజర్ కటింగ్‌తో పోలిస్తే కోత పరిమాణం చిన్నదిగా ఉంటుంది.

సి. కొత్త లేజర్‌లను ఉపయోగించండి

② ఆప్టికల్ వ్యవస్థ

ఎ. అడాప్టివ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్. సాంప్రదాయ లేజర్ కటింగ్‌కు దీనికి ఉన్న తేడా ఏమిటంటే, కటింగ్ ఉపరితలం కింద ఫోకస్‌ను ఉంచాల్సిన అవసరం దీనికి ఉండదు. స్టీల్ ప్లేట్ యొక్క మందం దిశలో ఫోకస్ స్థానం కొన్ని మిల్లీమీటర్లు పైకి క్రిందికి మారినప్పుడు, అడాప్టివ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌లోని ఫోకల్ లెంగ్త్ కూడా ఫోకస్ స్థానం యొక్క మార్పుతో పాటు మారుతుంది. ఫోకల్ లెంగ్త్‌లో ఈ పైకి క్రిందికి మార్పులు, లేజర్ మరియు వర్క్‌పీస్ మధ్య ఉన్న సాపేక్ష చలనంతో ఏకీభవిస్తాయి, దీనివల్ల ఫోకస్ స్థానం వర్క్‌పీస్ యొక్క లోతు వెంబడి పైకి క్రిందికి మారుతుంది. బాహ్య పరిస్థితులకు అనుగుణంగా ఫోకస్ స్థానం మారే ఈ కటింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా అధిక-నాణ్యత గల కోతలను సాధించవచ్చు. ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, కటింగ్ లోతు పరిమితంగా ఉంటుంది, సాధారణంగా 30mm కంటే ఎక్కువ ఉండదు.

బి. బైఫోకల్ కటింగ్ టెక్నాలజీ. కిరణాన్ని వేర్వేరు భాగాల వద్ద రెండుసార్లు కేంద్రీకరించడానికి ఒక ప్రత్యేక లెన్స్ ఉపయోగించబడుతుంది. పటం 4.58లో చూపిన విధంగా, D అనేది లెన్స్ మధ్య భాగం యొక్క వ్యాసం మరియు అనేది లెన్స్ అంచు భాగం యొక్క వ్యాసం. లెన్స్ మధ్యలో వక్రతా వ్యాసార్థం చుట్టుపక్కల ప్రాంతం కంటే పెద్దదిగా ఉంటుంది, ఇది ద్వంద్వ ఫోకస్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. కటింగ్ ప్రక్రియ సమయంలో, పై ఫోకస్ వర్క్‌పీస్ యొక్క పై ఉపరితలంపై ఉంటుంది మరియు కింది ఫోకస్ వర్క్‌పీస్ యొక్క కింది ఉపరితలానికి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఈ ప్రత్యేక ద్వంద్వ-ఫోకస్ లేజర్ కటింగ్ టెక్నాలజీకి అనేక ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. మైల్డ్ స్టీల్‌ను కత్తిరించడానికి, ఇది పదార్థం మండటానికి అవసరమైన పరిస్థితులను తీర్చడానికి లోహం యొక్క పై ఉపరితలంపై అధిక-తీవ్రత గల లేజర్ కిరణాన్ని కొనసాగించడమే కాకుండా, మండటానికి అవసరాలను తీర్చడానికి లోహం యొక్క కింది ఉపరితలానికి దగ్గరగా అధిక-తీవ్రత గల లేజర్ కిరణాన్ని కూడా కొనసాగించగలదు. పదార్థం యొక్క మందం యొక్క మొత్తం పరిధిలో శుభ్రమైన కోతలను ఉత్పత్తి చేయవలసిన అవసరం ఉంది. ఈ టెక్నాలజీ అధిక-నాణ్యత కోతలను పొందడానికి పారామితుల పరిధిని విస్తరిస్తుంది. ఉదాహరణకు, 3kW CO2ని ఉపయోగించడం. లేజర్‌తో, సాంప్రదాయ కోత మందం 15~20mm మాత్రమే చేరుకోగలదు, అయితే డ్యూయల్ ఫోకస్ కటింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి కోత మందం 30~40mm వరకు చేరుకోగలదు.

③నాజిల్ మరియు సహాయక గాలి ప్రవాహం

గాలి ప్రవాహ క్షేత్ర లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి నాజిల్‌ను సముచితంగా రూపొందించాలి. సూపర్‌సోనిక్ నాజిల్ యొక్క లోపలి గోడ వ్యాసం మొదట సంకోచించి, ఆపై విస్తరిస్తుంది, దీనివల్ల అవుట్‌లెట్ వద్ద సూపర్‌సోనిక్ గాలి ప్రవాహం ఉత్పత్తి అవుతుంది. షాక్ వేవ్‌లు ఏర్పడకుండా గాలి సరఫరా పీడనం చాలా ఎక్కువగా ఉండగలదు. లేజర్ కటింగ్ కోసం సూపర్‌సోనిక్ నాజిల్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు, కటింగ్ నాణ్యత కూడా ఆదర్శంగా ఉంటుంది. వర్క్‌పీస్ ఉపరితలంపై సూపర్‌సోనిక్ నాజిల్ యొక్క కటింగ్ పీడనం సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఇది ముఖ్యంగా మందపాటి స్టీల్ ప్లేట్ల లేజర్ కటింగ్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది.