லேசர் வெட்டுதல் மற்றும் அதன் செயலாக்க அமைப்பு

லேசர் வெட்டுதல்விண்ணப்பம்

வேகமான அச்சு ஓட்டம் CO2 லேசர்கள் பெரும்பாலும் உலோகப் பொருட்களை லேசர் வெட்டுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, முக்கியமாக அவற்றின் நல்ல கற்றை தரம் காரணமாகும். CO2 லேசர் கற்றைகளுக்கு பெரும்பாலான உலோகங்களின் பிரதிபலிப்பு மிகவும் அதிகமாக இருந்தாலும், அறை வெப்பநிலையில் உலோக மேற்பரப்பின் பிரதிபலிப்பு வெப்பநிலை மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற பட்டத்தின் அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கிறது. உலோக மேற்பரப்பு சேதமடைந்தவுடன், உலோகத்தின் பிரதிபலிப்பு 1. உலோக லேசர் வெட்டுவதற்கு, அதிக சராசரி சக்தி அவசியம், மேலும் அதிக சக்தி கொண்ட CO2 லேசர்கள் மட்டுமே இந்த நிலையைக் கொண்டுள்ளன.

1. எஃகு பொருட்களின் லேசர் வெட்டு

1.1 CO2 தொடர்ச்சியான லேசர் வெட்டும் CO2 தொடர்ச்சியான லேசர் வெட்டும் முக்கிய செயல்முறை அளவுருக்கள் லேசர் சக்தி, துணை வாயுவின் வகை மற்றும் அழுத்தம், வெட்டு வேகம், குவிய நிலை, குவிய ஆழம் மற்றும் முனை உயரம் ஆகியவை அடங்கும்.

(1) லேசர் சக்தி வெட்டு தடிமன், வெட்டு வேகம் மற்றும் கீறல் அகலம் ஆகியவற்றில் லேசர் சக்தி பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. மற்ற அளவுருக்கள் நிலையானதாக இருக்கும்போது, ​​வெட்டுத் தட்டு தடிமன் அதிகரிப்பதன் மூலம் வெட்டு வேகம் குறைகிறது மற்றும் லேசர் சக்தியின் அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், லேசர் சக்தி அதிகமாக இருந்தால், வெட்டக்கூடிய தட்டு தடிமனாக இருக்கும், வெட்டு வேகம் வேகமாகவும், கீறல் அகலம் சற்று பெரியதாகவும் இருக்கும்.

(2) துணை வாயுவின் வகை மற்றும் அழுத்தம் குறைந்த கார்பன் எஃகு வெட்டும் போது, ​​வெட்டு செயல்முறையை ஊக்குவிக்க இரும்பு-ஆக்ஸிஜன் எரிப்பு எதிர்வினையின் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்த CO2 துணை வாயுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெட்டு வேகம் அதிகமாக உள்ளது மற்றும் கீறல் தரம் நன்றாக உள்ளது, குறிப்பாக ஒட்டும் கசடு இல்லாமல் கீறல் பெறலாம். துருப்பிடிக்காத எஃகு வெட்டும் போது, ​​CO2 பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஸ்லாக் கீறலின் கீழ் பகுதியில் ஒட்டிக்கொள்வது எளிது. CO2 + N2 கலப்பு வாயு அல்லது இரட்டை அடுக்கு வாயு ஓட்டம் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. துணை வாயுவின் அழுத்தம் வெட்டு விளைவு மீது குறிப்பிடத்தக்க விளைவைக் கொண்டுள்ளது. வாயு அழுத்தத்தை பொருத்தமாக அதிகரிப்பது, வாயு ஓட்ட வேகத்தின் அதிகரிப்பு மற்றும் கசடு அகற்றும் திறனை மேம்படுத்துவதன் காரணமாக ஒட்டும் கசடு இல்லாமல் வெட்டு வேகத்தை அதிகரிக்கும். இருப்பினும், அழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், வெட்டு மேற்பரப்பு கடினமானதாக மாறும். கீறல் மேற்பரப்பின் சராசரி கடினத்தன்மையில் ஆக்ஸிஜன் அழுத்தத்தின் விளைவு கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

உடல் அழுத்தம் தட்டு தடிமன் சார்ந்துள்ளது. 1kW CO2 லேசர் மூலம் குறைந்த கார்பன் ஸ்டீலை வெட்டும்போது, ​​ஆக்ஸிஜன் அழுத்தம் மற்றும் தட்டு தடிமன் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பு கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

(3) வெட்டு வேகம் வெட்டு வேகம் வெட்டு தரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. லேசர் சக்தியின் சில நிபந்தனைகளின் கீழ், குறைந்த கார்பன் எஃகு வெட்டும் போது நல்ல வெட்டு வேகத்திற்கான மேல் மற்றும் கீழ் முக்கியமான மதிப்புகள் உள்ளன. வெட்டு வேகம் முக்கியமான மதிப்பை விட அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ இருந்தால், கசடு ஒட்டுதல் ஏற்படும். வெட்டு வேகம் மெதுவாக இருக்கும்போது, ​​வெட்டு விளிம்பில் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை வெப்பத்தின் செயல் நேரம் நீட்டிக்கப்படுகிறது, வெட்டு அகலம் அதிகரிக்கிறது, மற்றும் வெட்டு மேற்பரப்பு கடினமானதாக மாறும். வெட்டு வேகம் அதிகரிக்கும் போது, ​​மேல் கீறலின் அகலம் இடத்தின் விட்டத்திற்கு சமமாக இருக்கும் வரை கீறல் படிப்படியாக குறுகலாக மாறும். இந்த நேரத்தில், கீறல் சற்று ஆப்பு வடிவமாகவும், மேலே அகலமாகவும், கீழே குறுகியதாகவும் இருக்கும். வெட்டு வேகம் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், மேல் கீறலின் அகலம் தொடர்ந்து சிறியதாக மாறும், ஆனால் கீறலின் கீழ் பகுதி ஒப்பீட்டளவில் அகலமாகி, தலைகீழ் ஆப்பு வடிவமாக மாறும்.

(5) கவனம் ஆழம்

கவனத்தின் ஆழம் வெட்டு மேற்பரப்பின் தரம் மற்றும் வெட்டு வேகத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. ஒப்பீட்டளவில் பெரிய எஃகு தகடுகளை வெட்டும் போது, ​​ஒரு பெரிய குவிய ஆழம் கொண்ட ஒரு கற்றை பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்; மெல்லிய தட்டுகளை வெட்டும் போது, ​​ஒரு சிறிய குவிய ஆழம் கொண்ட ஒரு கற்றை பயன்படுத்த வேண்டும்.

(6) முனை உயரம்

முனை உயரம் என்பது துணை வாயு முனையின் இறுதி மேற்பரப்பிலிருந்து பணிப்பகுதியின் மேல் மேற்பரப்புக்கு உள்ள தூரத்தைக் குறிக்கிறது. முனையின் உயரம் பெரியது, மேலும் வெளியேற்றப்பட்ட துணை காற்றோட்டத்தின் வேகம் ஏற்ற இறக்கமாக உள்ளது, இது வெட்டு தரம் மற்றும் வேகத்தை பாதிக்கிறது. எனவே, லேசர் வெட்டும் போது, ​​முனை உயரம் பொதுவாக குறைக்கப்படுகிறது, பொதுவாக 0.5~2.0mm.

① லேசர் அம்சங்கள்

அ. லேசர் சக்தியை அதிகரிக்கவும். அதிக சக்திவாய்ந்த லேசர்களை உருவாக்குவது வெட்டு தடிமனை அதிகரிக்க நேரடி மற்றும் பயனுள்ள வழியாகும்.

பி. துடிப்பு செயலாக்கம். துடிப்புள்ள ஒளிக்கதிர்கள் மிக அதிக உச்ச ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் தடிமனான எஃகு தகடுகளை ஊடுருவிச் செல்லும். அதிக அதிர்வெண், குறுகிய-துடிப்பு-அகல துடிப்பு லேசர் வெட்டும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், லேசர் சக்தியை அதிகரிக்காமல் தடிமனான எஃகு தகடுகளை வெட்டலாம், மேலும் தொடர்ச்சியான லேசர் வெட்டுவதை விட கீறல் அளவு சிறியதாக இருக்கும்.

c. புதிய லேசர்களைப் பயன்படுத்தவும்

②ஒளியியல் அமைப்பு

அ. அடாப்டிவ் ஆப்டிகல் சிஸ்டம். பாரம்பரிய லேசர் வெட்டும் வித்தியாசம் என்னவென்றால், வெட்டு மேற்பரப்புக்கு கீழே கவனம் செலுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை. எஃகு தகட்டின் தடிமன் திசையில் சில மில்லிமீட்டர்கள் மேல் மற்றும் கீழாக ஃபோகஸ் நிலை மாறும்போது, ​​அடாப்டிவ் ஆப்டிகல் அமைப்பில் குவிய நீளம் கவனம் நிலையின் மாற்றத்துடன் மாறும். குவிய நீளத்தின் மேல் மற்றும் கீழ் மாற்றங்கள் லேசர் மற்றும் பணிப்பகுதிக்கு இடையே உள்ள தொடர்புடைய இயக்கத்துடன் ஒத்துப்போகின்றன, இதனால் கவனம் நிலை பணிப்பகுதியின் ஆழத்தில் மேலும் கீழும் மாறுகிறது. வெளிப்புற நிலைமைகளுடன் கவனம் நிலை மாறும் இந்த வெட்டு செயல்முறை உயர்தர வெட்டுக்களை உருவாக்க முடியும். இந்த முறையின் தீமை என்னவென்றால், வெட்டு ஆழம் குறைவாக உள்ளது, பொதுவாக 30 மிமீக்கு மேல் இல்லை.

பி. பைஃபோகல் வெட்டும் தொழில்நுட்பம். ஒரு சிறப்பு லென்ஸ் வெவ்வேறு பகுதிகளில் இரண்டு முறை பீம் கவனம் செலுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது. படம் 4.58 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, D என்பது லென்ஸின் மையப் பகுதியின் விட்டம் மற்றும் லென்ஸின் விளிம்புப் பகுதியின் விட்டம் ஆகும். லென்ஸின் மையத்தில் உள்ள வளைவின் ஆரம் சுற்றியுள்ள பகுதியை விட பெரியது, இது இரட்டை கவனம் செலுத்துகிறது. வெட்டும் செயல்பாட்டின் போது, ​​மேல் கவனம் பணிப்பகுதியின் மேல் மேற்பரப்பில் அமைந்துள்ளது, மேலும் குறைந்த கவனம் பணிப்பகுதியின் கீழ் மேற்பரப்புக்கு அருகில் அமைந்துள்ளது. இந்த சிறப்பு இரட்டை-கவனம் லேசர் வெட்டும் தொழில்நுட்பம் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. லேசான எஃகு வெட்டுவதற்கு, இது உலோகத்தின் மேல் மேற்பரப்பில் ஒரு உயர்-தீவிரம் கொண்ட லேசர் கற்றையைப் பராமரிப்பது மட்டுமல்லாமல், பொருள் பற்றவைக்கத் தேவையான நிலைமைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும், ஆனால் உலோகத்தின் கீழ் மேற்பரப்புக்கு அருகில் அதிக தீவிரம் கொண்ட லேசர் கற்றை பராமரிக்கவும் முடியும். பற்றவைப்புக்கான தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய. முழு அளவிலான பொருள் தடிமன் முழுவதும் சுத்தமான வெட்டுக்களை உருவாக்க வேண்டிய அவசியம். இந்த தொழில்நுட்பம் உயர்தர வெட்டுக்களைப் பெறுவதற்கான அளவுருக்களின் வரம்பை விரிவுபடுத்துகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 3kW CO2 ஐப் பயன்படுத்துதல். லேசர், வழக்கமான வெட்டு தடிமன் 15 ~ 20 மிமீ மட்டுமே அடைய முடியும், அதே நேரத்தில் இரட்டை கவனம் வெட்டும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வெட்டு தடிமன் 30 ~ 40 மிமீ அடையலாம்.

③முனை மற்றும் துணை காற்று ஓட்டம்

காற்று ஓட்டம் புலத்தின் பண்புகளை மேம்படுத்த முனையை நியாயமான முறையில் வடிவமைக்கவும். சூப்பர்சோனிக் முனையின் உள் சுவரின் விட்டம் முதலில் சுருங்கி பின்னர் விரிவடைகிறது, இது வெளியில் சூப்பர்சோனிக் காற்றோட்டத்தை உருவாக்கும். அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்காமல் காற்று விநியோக அழுத்தம் மிக அதிகமாக இருக்கும். லேசர் வெட்டும் ஒரு சூப்பர்சோனிக் முனை பயன்படுத்தும் போது, ​​வெட்டு தரம் சிறந்ததாக இருக்கும். பணிப்பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள சூப்பர்சோனிக் முனையின் வெட்டு அழுத்தம் ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாக இருப்பதால், தடித்த எஃகு தகடுகளை லேசர் வெட்டுவதற்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது.