லேசர் வெட்டுதல் மற்றும் அதன் செயலாக்க அமைப்பு

லேசர் வெட்டுதல்விண்ணப்பம்

வேகமான அச்சுவழிப் பாய்வு CO2 லேசர்கள், அவற்றின் சிறந்த கற்றைத் தரம் காரணமாக, உலோகப் பொருட்களை லேசர் மூலம் வெட்டுவதற்குப் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பெரும்பாலான உலோகங்களின் CO2 லேசர் கற்றைகளுக்கான எதிரொளிப்புத்திறன் மிகவும் அதிகமாக இருந்தாலும், அறை வெப்பநிலையில் உலோகப் பரப்பின் எதிரொளிப்புத்திறன், வெப்பநிலை மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அளவு அதிகரிப்பதால் கூடுகிறது. உலோகப் பரப்பு சேதமடைந்தவுடன், அந்த உலோகத்தின் எதிரொளிப்புத்திறன் 1-க்கு அருகில் ஆகிவிடுகிறது. உலோகத்தை லேசர் மூலம் வெட்டுவதற்கு, அதிக சராசரி ஆற்றல் அவசியமாகிறது, மேலும் உயர் ஆற்றல் கொண்ட CO2 லேசர்களுக்கு மட்டுமே இந்தத் தகுதி உள்ளது.

1. எஃகுப் பொருட்களை லேசர் மூலம் வெட்டுதல்

1.1 CO2 தொடர் லேசர் வெட்டுதல்: CO2 தொடர் லேசர் வெட்டுதலின் முக்கிய செயல்முறை அளவுருக்களில் லேசர் ஆற்றல், துணை வாயுவின் வகை மற்றும் அழுத்தம், வெட்டும் வேகம், குவிய நிலை, குவிய ஆழம் மற்றும் முனை உயரம் ஆகியவை அடங்கும்.

(1) லேசர் சக்தி வெட்டும் தடிமன், வெட்டும் வேகம் மற்றும் வெட்டு அகலம் ஆகியவற்றில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. மற்ற அளவுருக்கள் மாறாமல் இருக்கும்போது, ​​வெட்டும் தகட்டின் தடிமன் அதிகரித்தால் வெட்டும் வேகம் குறைகிறது மற்றும் லேசர் சக்தி அதிகரித்தால் வேகம் அதிகரிக்கிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், லேசர் சக்தி அதிகமாக இருந்தால், வெட்டக்கூடிய தகட்டின் தடிமன் அதிகமாக இருக்கும், வெட்டும் வேகம் அதிகமாக இருக்கும், மற்றும் வெட்டு அகலம் சற்றே பெரியதாக இருக்கும்.

(2) துணை வாயுவின் வகை மற்றும் அழுத்தம்: குறைந்த கார்பன் எஃகை வெட்டும்போது, ​​இரும்பு-ஆக்ஸிஜன் எரிதல் வினையின் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தி வெட்டும் செயல்முறையை ஊக்குவிக்க CO2 துணை வாயுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெட்டும் வேகம் அதிகமாகவும், வெட்டுத் தரம் நன்றாகவும் இருக்கும், குறிப்பாக ஒட்டும் கசடு இல்லாத வெட்டைப் பெறலாம். துருப்பிடிக்காத எஃகை வெட்டும்போது, ​​CO2 பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெட்டின் கீழ்ப்பகுதியில் கசடு எளிதில் ஒட்டிக்கொள்ளும். CO2 + N2 கலப்பு வாயு அல்லது இரட்டை அடுக்கு வாயு ஓட்டம் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. துணை வாயுவின் அழுத்தம் வெட்டும் விளைவில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. வாயு அழுத்தத்தை சரியான முறையில் அதிகரிப்பது, வாயு ஓட்ட உந்தம் அதிகரிப்பதாலும், கசடு அகற்றும் திறன் மேம்படுவதாலும், ஒட்டும் கசடு இல்லாத வெட்டும் வேகத்தை அதிகரிக்க முடியும். இருப்பினும், அழுத்தம் மிக அதிகமாக இருந்தால், வெட்டப்பட்ட மேற்பரப்பு சொரசொரப்பாகிவிடும். வெட்டு மேற்பரப்பின் சராசரி சொரசொரப்பில் ஆக்ஸிஜன் அழுத்தத்தின் தாக்கம் கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

உடல் அழுத்தம் தகட்டின் தடிமனையும் சார்ந்துள்ளது. 1kW CO2 லேசரைக் கொண்டு குறைந்த கார்பன் எஃகை வெட்டும்போது, ​​ஆக்ஸிஜன் அழுத்தத்திற்கும் தகட்டின் தடிமனுக்கும் இடையிலான தொடர்பு கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

(3) வெட்டும் வேகம் வெட்டும் தரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. லேசர் ஆற்றலின் சில நிபந்தனைகளின் கீழ், குறைந்த கார்பன் எஃகை வெட்டும்போது நல்ல வெட்டும் வேகத்திற்கு அதற்கேற்ற மேல் மற்றும் கீழ் முக்கியமான மதிப்புகள் உள்ளன. வெட்டும் வேகம் முக்கியமான மதிப்பை விட அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ இருந்தால், கசடு ஒட்டிக்கொள்ளும். வெட்டும் வேகம் மெதுவாக இருக்கும்போது, ​​வெட்டும் விளிம்பில் உள்ள ஆக்சிஜனேற்ற வினை வெப்பத்தின் செயல்பாட்டு நேரம் நீட்டிக்கப்படுகிறது, வெட்டின் அகலம் அதிகரிக்கிறது, மற்றும் வெட்டும் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பாகிறது. வெட்டும் வேகம் அதிகரிக்கும்போது, ​​மேல் வெட்டின் அகலம் வெட்டுப் புள்ளியின் விட்டத்திற்குச் சமமாகும் வரை வெட்டு படிப்படியாகக் குறுகலாகிறது. இந்த நேரத்தில், வெட்டு சற்று ஆப்பு வடிவத்தில், மேலே அகலமாகவும் கீழே குறுகலாகவும் இருக்கும். வெட்டும் வேகம் தொடர்ந்து அதிகரிக்கும்போது, ​​மேல் வெட்டின் அகலம் தொடர்ந்து சிறியதாகிறது, ஆனால் வெட்டின் கீழ் பகுதி ஒப்பீட்டளவில் அகலமாகி தலைகீழ் ஆப்பு வடிவத்தை அடைகிறது.

(5) கவனம் ஆழம்

குவிய ஆழம், வெட்டும் பரப்பின் தரம் மற்றும் வெட்டும் வேகம் ஆகியவற்றில் ஒரு குறிப்பிட்ட தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. ஒப்பீட்டளவில் பெரிய எஃகுத் தகடுகளை வெட்டும்போது, ​​அதிக குவிய ஆழம் கொண்ட கற்றையைப் பயன்படுத்த வேண்டும்; மெல்லிய தகடுகளை வெட்டும்போது, ​​குறைந்த குவிய ஆழம் கொண்ட கற்றையைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

(6) முனை உயரம்

முனை உயரம் என்பது துணை வாயு முனையின் இறுதிப் பரப்பிலிருந்து வேலைப் பொருளின் மேல் பரப்பு வரையிலான தூரத்தைக் குறிக்கிறது. முனையின் உயரம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​வெளியேற்றப்படும் துணை காற்றின் ஓட்டத்தின் உந்தம் எளிதில் ஏற்ற இறக்கமடையும், இது வெட்டும் தரம் மற்றும் வேகத்தைப் பாதிக்கிறது. எனவே, லேசர் வெட்டும்போது, ​​முனை உயரம் பொதுவாக 0.5 முதல் 2.0 மி.மீ. வரை குறைக்கப்படுகிறது.

① லேசர் அம்சங்கள்

அ. லேசர் ஆற்றலை அதிகரித்தல். அதிக சக்திவாய்ந்த லேசர்களை உருவாக்குவது, வெட்டும் தடிமனை அதிகரிப்பதற்கான நேரடியான மற்றும் பயனுள்ள வழியாகும்.

ஆ. துடிப்பு செயலாக்கம். துடிப்பு லேசர்கள் மிக அதிக உச்ச ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் தடிமனான எஃகுத் தகடுகளை ஊடுருவக்கூடியவை. உயர் அதிர்வெண், குறுகிய துடிப்பு அகலம் கொண்ட துடிப்பு லேசர் வெட்டும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், லேசர் ஆற்றலை அதிகரிக்காமலேயே தடிமனான எஃகுத் தகடுகளை வெட்ட முடியும். மேலும், இதன் வெட்டு அளவு தொடர்ச்சியான லேசர் வெட்டுதலை விடச் சிறியதாக இருக்கும்.

c. புதிய லேசர்களைப் பயன்படுத்துங்கள்

②ஒளியியல் அமைப்பு

அ. தகவமைப்பு ஒளியியல் அமைப்பு. பாரம்பரிய லேசர் வெட்டுதலில் இருந்து இதன் வேறுபாடு என்னவென்றால், வெட்டும் மேற்பரப்பிற்குக் கீழே குவியத்தை வைக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. எஃகுத் தகட்டின் தடிமன் திசையில் குவிய நிலை சில மில்லிமீட்டர்கள் மேலும் கீழும் மாறும் போது, ​​தகவமைப்பு ஒளியியல் அமைப்பில் உள்ள குவிய நீளமும் குவிய நிலையின் நகர்வுடன் மாறும். குவிய நீளத்தில் ஏற்படும் மேலும் கீழுமான மாற்றங்கள், லேசருக்கும் வேலைப் பொருளுக்கும் இடையிலான சார்பு இயக்கத்துடன் ஒத்துப்போகின்றன, இதனால் வேலைப் பொருளின் ஆழம் முழுவதும் குவிய நிலை மேலும் கீழும் மாறுகிறது. வெளிப்புறச் சூழல்களுக்கு ஏற்ப குவிய நிலை மாறும் இந்த வெட்டும் செயல்முறை, உயர்தரமான வெட்டுகளை உருவாக்க முடியும். இந்த முறையின் குறைபாடு என்னவென்றால், வெட்டும் ஆழம் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது, பொதுவாக 30 மி.மீ.க்கு மேல் இருக்காது.

b. இருகுவிய வெட்டும் தொழில்நுட்பம். கற்றையை வெவ்வேறு பகுதிகளில் இருமுறை குவிக்க ஒரு சிறப்பு லென்ஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது. படம் 4.58-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, D என்பது லென்ஸின் மையப் பகுதியின் விட்டம் மற்றும் σ² என்பது லென்ஸின் விளிம்புப் பகுதியின் விட்டம் ஆகும். லென்ஸின் மையத்தில் உள்ள வளைவு ஆரம், சுற்றியுள்ள பகுதியை விடப் பெரியதாக இருப்பதால், ஒரு இரட்டைக் குவியம் உருவாகிறது. வெட்டும் செயல்பாட்டின் போது, ​​மேல் குவியம் வேலைப் பொருளின் மேல் மேற்பரப்பிலும், கீழ் குவியம் வேலைப் பொருளின் கீழ் மேற்பரப்பிற்கு அருகிலும் அமைந்துள்ளது. இந்தச் சிறப்பு இரட்டைக் குவிய லேசர் வெட்டும் தொழில்நுட்பம் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. மென் எஃகை வெட்டும்போது, ​​பொருள் பற்றிக்கொள்வதற்குத் தேவையான நிபந்தனைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, உலோகத்தின் மேல் மேற்பரப்பில் அதிக செறிவுள்ள லேசர் கற்றையை நிலைநிறுத்துவது மட்டுமல்லாமல், பற்றவைப்புக்கான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய உலோகத்தின் கீழ் மேற்பரப்பிற்கு அருகிலும் அதிக செறிவுள்ள லேசர் கற்றையை நிலைநிறுத்த முடியும். இது பொருளின் தடிமன் முழுவதிலுமே சுத்தமான வெட்டுகளை உருவாக்க வேண்டிய தேவையை ஏற்படுத்துகிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பம் உயர்தர வெட்டுகளைப் பெறுவதற்கான அளவுருக்களின் வரம்பை விரிவுபடுத்துகிறது. உதாரணமாக, 3kW CO2-ஐப் பயன்படுத்துதல். வழக்கமான லேசர் தொழில்நுட்பத்தில் வெட்டும் தடிமன் 15 முதல் 20 மிமீ வரை மட்டுமே இருக்கும், ஆனால் இரட்டைக் குவிய வெட்டும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும்போது வெட்டும் தடிமன் 30 முதல் 40 மிமீ வரை அடையலாம்.

③முனை மற்றும் துணை காற்று ஓட்டம்

காற்று ஓட்டப் புலப் பண்புகளை மேம்படுத்தும் வகையில் முனைப்பகுதியை முறையாக வடிவமைக்கவும். மீயொலி முனைப்பகுதியின் உள் சுவரின் விட்டம் முதலில் சுருங்கிப் பின்னர் விரிவடைகிறது, இது வெளியேறும் இடத்தில் மீயொலிக் காற்றோட்டத்தை உருவாக்க முடியும். அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்காமல், காற்று விநியோக அழுத்தத்தை மிக அதிகமாக வைத்திருக்க முடியும். லேசர் வெட்டுதலுக்கு மீயொலி முனைப்பகுதியைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​வெட்டும் தரமும் மிகச் சிறப்பாக இருக்கும். வேலைப் பொருளின் மேற்பரப்பில் மீயொலி முனைப்பகுதியின் வெட்டு அழுத்தம் ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாக இருப்பதால், இது தடிமனான எஃகுத் தகடுகளை லேசர் வெட்டுவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது.