લેસર કટીંગ અને તેની પ્રોસેસીંગ સિસ્ટમ

લેસર કટીંગઅરજી

ઝડપી અક્ષીય પ્રવાહ CO2 લેસરો મોટે ભાગે મેટલ સામગ્રીના લેસર કટિંગ માટે વપરાય છે, મુખ્યત્વે તેમની સારી બીમ ગુણવત્તાને કારણે. CO2 લેસર બીમમાં મોટાભાગની ધાતુઓની પરાવર્તનક્ષમતા ઘણી ઊંચી હોવા છતાં, ઓરડાના તાપમાને ધાતુની સપાટીની પરાવર્તકતા તાપમાન અને ઓક્સિડેશન ડિગ્રીના વધારા સાથે વધે છે. એકવાર ધાતુની સપાટીને નુકસાન થઈ જાય પછી, ધાતુની પરાવર્તકતા 1 ની નજીક હોય છે. મેટલ લેસર કટીંગ માટે, ઉચ્ચ સરેરાશ શક્તિ જરૂરી છે, અને માત્ર ઉચ્ચ-પાવર CO2 લેસરોમાં આ સ્થિતિ હોય છે.

1. સ્ટીલ સામગ્રીનું લેસર કટીંગ

1.1 CO2 સતત લેસર કટીંગ CO2 સતત લેસર કટીંગના મુખ્ય પ્રક્રિયા પરિમાણોમાં લેસર પાવર, સહાયક ગેસનો પ્રકાર અને દબાણ, કટીંગ સ્પીડ, ફોકલ પોઝિશન, ફોકલ ડેપ્થ અને નોઝલની ઊંચાઈનો સમાવેશ થાય છે.

(1) લેસર પાવર લેસર પાવર કટીંગ જાડાઈ, કટીંગ સ્પીડ અને ચીરાની પહોળાઈ પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે. જ્યારે અન્ય પરિમાણો સ્થિર હોય છે, ત્યારે કટીંગ પ્લેટની જાડાઈના વધારા સાથે કટીંગ ઝડપ ઘટે છે અને લેસર પાવરના વધારા સાથે વધે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, લેસર પાવર જેટલી વધારે છે, પ્લેટ જેટલી જાડી કાપી શકાય છે, કાપવાની ઝડપ જેટલી ઝડપી અને ચીરોની પહોળાઈ થોડી મોટી હશે.

(2) સહાયક ગેસનો પ્રકાર અને દબાણ નીચા કાર્બન સ્ટીલને કાપતી વખતે, કાપવાની પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે આયર્ન-ઓક્સિજન કમ્બશન પ્રતિક્રિયાની ગરમીનો ઉપયોગ કરવા માટે CO2 નો ઉપયોગ સહાયક ગેસ તરીકે થાય છે. કાપવાની ઝડપ વધારે છે અને ચીરોની ગુણવત્તા સારી છે, ખાસ કરીને ચીકણી સ્લેગ વગરના ચીરા મેળવી શકાય છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલને કાપતી વખતે, CO2 નો ઉપયોગ થાય છે. સ્લેગને ચીરોના નીચલા ભાગને વળગી રહેવું સરળ છે. CO2 + N2 મિશ્રિત ગેસ અથવા ડબલ-લેયર ગેસ ફ્લો ઘણીવાર ઉપયોગમાં લેવાય છે. સહાયક ગેસનું દબાણ કટીંગ અસર પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. ગેસના પ્રવાહની ગતિમાં વધારો અને સ્લેગ દૂર કરવાની ક્ષમતામાં સુધારો થવાને કારણે ગેસના દબાણમાં યોગ્ય રીતે વધારો કરવાથી સ્ટીકી સ્લેગ વિના કટીંગની ઝડપ વધી શકે છે. જો કે, જો દબાણ ખૂબ વધારે હોય, તો કટ સપાટી ખરબચડી બની જાય છે. ચીરોની સપાટીની સરેરાશ ખરબચડી પર ઓક્સિજન દબાણની અસર નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે.

શરીરનું દબાણ પ્લેટની જાડાઈ પર પણ આધાર રાખે છે. 1kW CO2 લેસર વડે નીચા કાર્બન સ્ટીલને કાપતી વખતે, ઓક્સિજન દબાણ અને પ્લેટની જાડાઈ વચ્ચેનો સંબંધ નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યો છે.

(3) કટીંગ સ્પીડ કટીંગ સ્પીડ કટિંગ ગુણવત્તા પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. લેસર પાવરની અમુક શરતો હેઠળ, નીચા કાર્બન સ્ટીલને કાપતી વખતે સારી કટિંગ ઝડપ માટે અનુરૂપ ઉપલા અને નીચલા નિર્ણાયક મૂલ્યો છે. જો કટીંગ ઝડપ નિર્ણાયક મૂલ્ય કરતા વધારે અથવા ઓછી હોય, તો સ્લેગ સ્ટિકિંગ થશે. જ્યારે કટીંગ ઝડપ ધીમી હોય છે, ત્યારે કટીંગ ધાર પર ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા ગરમીનો ક્રિયા સમય લંબાય છે, કટીંગની પહોળાઈ વધે છે, અને કટીંગ સપાટી ખરબચડી બને છે. જેમ જેમ કાપવાની ઝડપ વધે છે તેમ, ઉપલા ચીરાની પહોળાઈ સ્થળના વ્યાસની સમકક્ષ ન થાય ત્યાં સુધી ચીરો ધીમે ધીમે સાંકડો થતો જાય છે. આ સમયે, ચીરો સહેજ ફાચર આકારનો હોય છે, ટોચ પર પહોળો અને તળિયે સાંકડો હોય છે. જેમ જેમ કાપવાની ઝડપ વધતી જાય છે તેમ, ઉપલા ચીરાની પહોળાઈ નાની થતી જાય છે, પરંતુ ચીરાનો નીચેનો ભાગ પ્રમાણમાં પહોળો થતો જાય છે અને ઊંધી ફાચરનો આકાર બની જાય છે.

(5) ફોકસ ડેપ્થ

ધ્યાનની ઊંડાઈ કટીંગ સપાટીની ગુણવત્તા અને કટીંગ ઝડપ પર ચોક્કસ અસર કરે છે. પ્રમાણમાં મોટી સ્ટીલ પ્લેટો કાપતી વખતે, મોટી ફોકલ ઊંડાઈ સાથે બીમનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ; પાતળી પ્લેટો કાપતી વખતે, નાની ફોકલ ઊંડાઈવાળા બીમનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

(6) નોઝલની ઊંચાઈ

નોઝલની ઊંચાઈ એ સહાયક ગેસ નોઝલની અંતિમ સપાટીથી વર્કપીસની ઉપરની સપાટી સુધીના અંતરને દર્શાવે છે. નોઝલની ઊંચાઈ મોટી છે, અને બહાર નીકળેલા સહાયક એરફ્લોની ગતિ વધઘટ કરવી સરળ છે, જે કટીંગ ગુણવત્તા અને ઝડપને અસર કરે છે. તેથી, જ્યારે લેસર કટીંગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે નોઝલની ઊંચાઈ સામાન્ય રીતે ઓછી કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે 0.5~2.0mm.

① લેસર પાસાઓ

a લેસર પાવર વધારો. વધુ શક્તિશાળી લેસરોનો વિકાસ એ કટીંગની જાડાઈ વધારવાની સીધી અને અસરકારક રીત છે.

b પલ્સ પ્રોસેસિંગ. સ્પંદિત લેસરોમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ શિખર શક્તિ હોય છે અને તે જાડા સ્ટીલ પ્લેટોમાં પ્રવેશ કરી શકે છે. ઉચ્ચ-આવર્તન, સાંકડી-પલ્સ-પહોળાઈની પલ્સ લેસર કટીંગ ટેક્નોલોજી લાગુ કરવાથી લેસર પાવરમાં વધારો કર્યા વિના જાડી સ્ટીલ પ્લેટ કાપી શકાય છે, અને ચીરાનું કદ સતત લેસર કટીંગ કરતા નાનું છે.

c નવા લેસરોનો ઉપયોગ કરો

②ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ

a અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ. પરંપરાગત લેસર કટીંગથી તફાવત એ છે કે તેને કટીંગ સપાટીની નીચે ફોકસ રાખવાની જરૂર નથી. જ્યારે ફોકસ પોઝિશન સ્ટીલ પ્લેટની જાડાઈની દિશા સાથે થોડા મિલીમીટર ઉપર અને નીચે વધઘટ કરે છે, ત્યારે અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમમાં ફોકલ લેન્થ ફોકસ પોઝિશનના શિફ્ટ સાથે બદલાશે. ફોકલ લેન્થમાં ઉપર અને નીચે ફેરફારો લેસર અને વર્કપીસ વચ્ચેની સંબંધિત ગતિ સાથે સુસંગત છે, જેના કારણે વર્કપીસની ઊંડાઈ સાથે ફોકસની સ્થિતિ ઉપર અને નીચે બદલાય છે. આ કટીંગ પ્રક્રિયા કે જેમાં બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ સાથે ફોકસ પોઝિશન બદલાય છે તે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કટ પેદા કરી શકે છે. આ પદ્ધતિનો ગેરલાભ એ છે કે કટીંગ ઊંડાઈ મર્યાદિત છે, સામાન્ય રીતે 30mm કરતાં વધુ નહીં.

b બાયફોકલ કટીંગ ટેકનોલોજી. એક ખાસ લેન્સનો ઉપયોગ બીમને અલગ-અલગ ભાગો પર બે વાર ફોકસ કરવા માટે થાય છે. આકૃતિ 4.58 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, D એ લેન્સના મધ્ય ભાગનો વ્યાસ છે અને લેન્સના કિનારી ભાગનો વ્યાસ છે. લેન્સના કેન્દ્રમાં વક્રતાની ત્રિજ્યા આસપાસના વિસ્તાર કરતાં મોટી છે, જે ડબલ ફોકસ બનાવે છે. કટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઉપલા ફોકસ વર્કપીસની ઉપરની સપાટી પર સ્થિત છે, અને નીચલા ફોકસ વર્કપીસની નીચલી સપાટીની નજીક સ્થિત છે. આ ખાસ ડ્યુઅલ-ફોકસ લેસર કટીંગ ટેક્નોલોજીના ઘણા ફાયદા છે. હળવા સ્ટીલને કાપવા માટે, તે માત્ર ધાતુની ઉપરની સપાટી પર ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા લેસર બીમને જાળવવા માટે સામગ્રીને સળગાવવા માટે જરૂરી શરતોને પહોંચી વળવા માટે જ નહીં, પણ ધાતુની નીચેની સપાટીની નજીક ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા લેસર બીમને પણ જાળવી શકે છે. ઇગ્નીશન માટેની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે. સામગ્રીની જાડાઈની સમગ્ર શ્રેણીમાં સ્વચ્છ કાપ ઉત્પન્ન કરવાની જરૂર છે. આ તકનીક ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કટ મેળવવા માટે પરિમાણોની શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 3kW CO2 નો ઉપયોગ કરીને. લેસર, પરંપરાગત કટીંગ જાડાઈ માત્ર 15~20mm સુધી પહોંચી શકે છે, જ્યારે ડ્યુઅલ ફોકસ કટીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને કટીંગ જાડાઈ 30~40mm સુધી પહોંચી શકે છે.

③નોઝલ અને સહાયક હવાનો પ્રવાહ

હવાના પ્રવાહ ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતાઓને સુધારવા માટે નોઝલને વ્યાજબી રીતે ડિઝાઇન કરો. સુપરસોનિક નોઝલની આંતરિક દિવાલનો વ્યાસ પહેલા સંકોચાય છે અને પછી વિસ્તરે છે, જે આઉટલેટ પર સુપરસોનિક એરફ્લો પેદા કરી શકે છે. આંચકા તરંગો પેદા કર્યા વિના હવા પુરવઠાનું દબાણ ખૂબ ઊંચું હોઈ શકે છે. લેસર કટિંગ માટે સુપરસોનિક નોઝલનો ઉપયોગ કરતી વખતે, કટીંગ ગુણવત્તા પણ આદર્શ છે. વર્કપીસની સપાટી પર સુપરસોનિક નોઝલનું કટીંગ પ્રેશર પ્રમાણમાં સ્થિર હોવાથી, તે ખાસ કરીને જાડા સ્ટીલ પ્લેટોના લેસર કટીંગ માટે યોગ્ય છે.