1. جهاز خاص
من أجل تقليل التغير في حجم النقطة البؤرية الناتج عن تغيير حجم الشعاع البؤري المسبق، توفر الشركة المصنعة لنظام القطع بالليزر بعض الأجهزة الخاصة ليختارها المستخدمون:
(1) الموازاة.هذه طريقة شائعة، حيث تتم إضافة أداة ميزاء إلى طرف إخراج ليزر ثاني أكسيد الكربون لمعالجة التمدد.بعد التوسيع، يصبح قطر الشعاع أكبر وزاوية التباعد أصغر، بحيث يكون حجم الشعاع قبل التركيز على النهاية القريبة والبعيدة قريبًا من نفسه ضمن نطاق عمل القطع.
(2) يتم إضافة محور سفلي مستقل للعدسة المتحركة إلى رأس القطع، وهو عبارة عن جزأين مستقلين مع المحور Z الذي يتحكم في المسافة بين الفوهة وسطح المادة.عندما تتحرك طاولة العمل لأداة الآلة أو يتحرك المحور البصري، يتحرك المحور F للشعاع من الطرف القريب إلى الطرف البعيد في نفس الوقت، بحيث يظل قطر البقعة كما هو في منطقة المعالجة بأكملها بعد يتركز الشعاع.
(3) التحكم في ضغط الماء لعدسة التركيز (عادةً نظام تركيز انعكاس المعدن).إذا أصبح حجم الشعاع قبل التركيز أصغر وأصبح قطر النقطة البؤرية أكبر، فسيتم التحكم في ضغط الماء تلقائيًا لتغيير انحناء التركيز لتقليل قطر النقطة البؤرية.
(4) يتم إضافة نظام المسار البصري التعويضي في اتجاهي X و Y إلى آلة قطع المسار البصري الطائر.أي أنه عندما يزيد المسار البصري للنهاية البعيدة للقطع، يتم تقصير المسار البصري للتعويض؛على العكس من ذلك، عندما يتم تقليل المسار البصري بالقرب من نهاية القطع، يتم زيادة المسار البصري للتعويض للحفاظ على ثبات طول المسار البصري.
2. تكنولوجيا القطع والتثقيب
أي نوع من تقنيات القطع الحراري، باستثناء حالات قليلة يمكن أن تبدأ من حافة اللوحة، بشكل عام يجب حفر ثقب صغير في اللوحة.في السابق، في آلة الختم بالليزر المركبة، تم ثقب الثقب بالثقب، ثم قطعه من الثقب الصغير بالليزر.بالنسبة لآلات القطع بالليزر التي لا تحتوي على جهاز ختم، هناك طريقتان أساسيتان للتثقيب:
(1) الحفر الانفجاري: بعد تشعيع المادة بالليزر المستمر، يتم تشكيل حفرة في المركز، ومن ثم تتم إزالة المادة المنصهرة بسرعة بواسطة تدفق الأكسجين المحوري مع شعاع الليزر لتشكيل ثقب.بشكل عام، يرتبط حجم الثقب بسمك اللوحة.متوسط قطر فتحة التفجير هو نصف سمك اللوحة.ولذلك، فإن قطر فتحة التفجير للوحة السميكة كبير وليس مستديرًا.إنه غير مناسب للاستخدام على الأجزاء ذات المتطلبات الأعلى (مثل أنابيب التماس لشاشة الزيت)، ولكن فقط على النفايات.بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن ضغط الأكسجين المستخدم في التثقيب هو نفس الضغط المستخدم في القطع، فإن الرش يكون كبيرًا.
بالإضافة إلى ذلك، يحتاج التثقيب النبضي أيضًا إلى نظام تحكم أكثر موثوقية في مسار الغاز لتحقيق تبديل نوع الغاز وضغط الغاز والتحكم في وقت التثقيب.في حالة ثقب النبض، من أجل الحصول على شق عالي الجودة، يجب الانتباه إلى تقنية الانتقال من ثقب النبض عندما تكون قطعة العمل ثابتة إلى القطع المستمر بسرعة ثابتة لقطعة العمل.من الناحية النظرية، يمكن عادة تغيير ظروف القطع لقسم التسارع، مثل البعد البؤري، وموضع الفوهة، وضغط الغاز، وما إلى ذلك، ولكن في الواقع، من غير المحتمل تغيير الشروط المذكورة أعلاه بسبب قصر الوقت.
3. تصميم الفوهة وتكنولوجيا التحكم في تدفق الهواء
عند قطع الفولاذ بالليزر، يتم إطلاق الأكسجين وشعاع الليزر المركز إلى المادة المقطوعة من خلال الفوهة، وذلك لتشكيل شعاع تدفق الهواء.الشرط الأساسي لتدفق الهواء هو أن تدفق الهواء إلى الشق يجب أن يكون كبيرًا وأن تكون السرعة عالية، بحيث يمكن للأكسدة الكافية أن تجعل مادة الشق تجري تفاعلًا طاردًا للحرارة بشكل كامل؛وفي الوقت نفسه، هناك قوة دفع كافية لرش المادة المنصهرة ونفخها.لذلك، بالإضافة إلى جودة الشعاع والتحكم فيه مما يؤثر بشكل مباشر على جودة القطع، فإن تصميم الفوهة والتحكم في تدفق الهواء (مثل ضغط الفوهة، وموضع قطعة الشغل في تدفق الهواء، وما إلى ذلك) يمكن أن يؤثر بشكل مباشر على جودة القطع. ) هي أيضًا عوامل مهمة جدًا.تعتمد فوهة القطع بالليزر على هيكل بسيط، أي ثقب مخروطي مع ثقب دائري صغير في النهاية.عادة ما يتم استخدام التجارب وطرق الخطأ في التصميم.
نظرًا لأن الفوهة مصنوعة بشكل عام من النحاس الأحمر ولها حجم صغير، فهي جزء ضعيف وتحتاج إلى الاستبدال بشكل متكرر، لذلك لا يتم إجراء الحسابات والتحليل الهيدروديناميكي.عند الاستخدام، يتم إدخال الغاز بضغط معين PN (مقياس الضغط PG) من جانب الفوهة، وهو ما يسمى ضغط الفوهة.يتم إخراجه من مخرج الفوهة ويصل إلى سطح قطعة العمل من خلال مسافة معينة.يُطلق على ضغطه اسم ضغط القطع PC، وفي النهاية يتمدد الغاز إلى الضغط الجوي PA.يُظهر العمل البحثي أنه مع زيادة PN، تزداد سرعة التدفق ويزداد PC أيضًا.
يمكن استخدام الصيغة التالية لحساب: v = 8.2d2 (PG + 1) V - معدل تدفق الغاز L / العقل - قطر الفوهة MMPg - ضغط الفوهة (مقياس الضغط) بار
هناك عتبات ضغط مختلفة للغازات المختلفة.عندما يتجاوز ضغط الفوهة هذه القيمة، يكون تدفق الغاز بمثابة موجة صدمة مائلة عادية، وتنتقل سرعة تدفق الغاز من سرعة الصوت إلى سرعة الصوت.ترتبط هذه العتبة بنسبة PN وPA ودرجة الحرية (n) لجزيئات الغاز: على سبيل المثال n = 5 للأكسجين والهواء، لذا فإن عتبتها PN = 1bar × (1.2)3.5=1.89bar. ضغط الفوهة أعلى، PN / PA = (1 + 1 / N) 1 + n / 2 (PN؛ 4bar)، تدفق الهواء طبيعي، يصبح ختم الصدمة المائل صدمة إيجابية، وينخفض ضغط القطع PC، والهواء تنخفض سرعة التدفق، وتتشكل تيارات دوامية على سطح قطعة الشغل، مما يضعف دور تدفق الهواء في إزالة المواد المنصهرة ويؤثر على سرعة القطع.لذلك، يتم اعتماد الفوهة ذات الفتحة المخروطية والفتحة المستديرة الصغيرة في النهاية، وغالبًا ما يكون ضغط الفوهة للأكسجين أقل من 3 بار.
وقت النشر: 26 فبراير 2022
