लेजर कटिंग और इसकी प्रसंस्करण प्रणाली

लेजर कटिंगआवेदन

तेज अक्षीय प्रवाह CO2 लेजर का उपयोग ज्यादातर धातु सामग्री की लेजर कटिंग के लिए किया जाता है, मुख्यतः उनकी अच्छी बीम गुणवत्ता के कारण। यद्यपि अधिकांश धातुओं की CO2 लेजर बीम के प्रति परावर्तनशीलता काफी अधिक होती है, कमरे के तापमान पर धातु की सतह की परावर्तनशीलता तापमान और ऑक्सीकरण डिग्री में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। एक बार जब धातु की सतह क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो धातु की परावर्तनशीलता 1 के करीब होती है। धातु लेजर काटने के लिए, एक उच्च औसत शक्ति आवश्यक होती है, और केवल उच्च-शक्ति CO2 लेजर में यह स्थिति होती है।

1. स्टील सामग्री की लेजर कटिंग

1.1 सीओ2 निरंतर लेजर कटिंग सीओ2 निरंतर लेजर कटिंग के मुख्य प्रक्रिया मापदंडों में लेजर शक्ति, सहायक गैस का प्रकार और दबाव, काटने की गति, फोकल स्थिति, फोकल गहराई और नोजल ऊंचाई शामिल हैं।

(1) लेज़र शक्ति लेज़र शक्ति का काटने की मोटाई, काटने की गति और चीरे की चौड़ाई पर बहुत प्रभाव पड़ता है। जब अन्य पैरामीटर स्थिर होते हैं, तो कटिंग प्लेट की मोटाई बढ़ने के साथ काटने की गति कम हो जाती है और लेजर शक्ति बढ़ने के साथ बढ़ती है। दूसरे शब्दों में, लेज़र शक्ति जितनी अधिक होगी, काटी जा सकने वाली प्लेट उतनी ही मोटी होगी, काटने की गति उतनी ही तेज़ होगी और चीरे की चौड़ाई थोड़ी बड़ी होगी।

(2) सहायक गैस का प्रकार और दबाव कम कार्बन स्टील को काटते समय, काटने की प्रक्रिया को बढ़ावा देने के लिए लौह-ऑक्सीजन दहन प्रतिक्रिया की गर्मी का उपयोग करने के लिए CO2 का उपयोग सहायक गैस के रूप में किया जाता है। काटने की गति अधिक है और चीरे की गुणवत्ता अच्छी है, विशेष रूप से चिपचिपा स्लैग के बिना चीरा प्राप्त किया जा सकता है। स्टेनलेस स्टील को काटते समय CO2 का उपयोग किया जाता है। स्लैग को चीरे के निचले हिस्से पर चिपकाना आसान होता है। CO2 + N2 मिश्रित गैस या डबल-लेयर गैस प्रवाह का उपयोग अक्सर किया जाता है। सहायक गैस के दबाव का काटने के प्रभाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। गैस के दबाव को उचित रूप से बढ़ाने से गैस प्रवाह की गति में वृद्धि और स्लैग हटाने की क्षमता में सुधार के कारण चिपचिपे स्लैग के बिना काटने की गति बढ़ सकती है। हालाँकि, यदि दबाव बहुत अधिक है, तो कटी हुई सतह खुरदरी हो जाती है। चीरे की सतह की औसत खुरदरापन पर ऑक्सीजन के दबाव का प्रभाव नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

शरीर का दबाव प्लेट की मोटाई पर भी निर्भर करता है। 1kW CO2 लेजर के साथ कम कार्बन स्टील को काटते समय, ऑक्सीजन दबाव और प्लेट की मोटाई के बीच संबंध नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

(3) काटने की गति काटने की गति का काटने की गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। लेज़र पावर की कुछ शर्तों के तहत, कम कार्बन स्टील को काटते समय अच्छी कटिंग गति के लिए संबंधित ऊपरी और निचले महत्वपूर्ण मान होते हैं। यदि काटने की गति महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक या कम है, तो स्लैग चिपक जाएगा। जब काटने की गति धीमी होती है, तो काटने के किनारे पर ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया गर्मी का कार्य समय बढ़ जाता है, काटने की चौड़ाई बढ़ जाती है, और काटने की सतह खुरदरी हो जाती है। जैसे-जैसे काटने की गति बढ़ती है, चीरा धीरे-धीरे संकरा होता जाता है जब तक कि ऊपरी चीरे की चौड़ाई स्थान के व्यास के बराबर न हो जाए। इस समय, चीरा थोड़ा पच्चर के आकार का, ऊपर चौड़ा और नीचे संकीर्ण होता है। जैसे-जैसे काटने की गति बढ़ती जाती है, ऊपरी चीरे की चौड़ाई छोटी होती जाती है, लेकिन चीरे का निचला हिस्सा अपेक्षाकृत चौड़ा होता जाता है और उल्टे पच्चर के आकार का हो जाता है।

(5) फोकस गहराई

फोकस की गहराई का काटने की सतह की गुणवत्ता और काटने की गति पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। अपेक्षाकृत बड़ी स्टील प्लेटों को काटते समय, बड़ी फोकल गहराई वाले बीम का उपयोग किया जाना चाहिए; पतली प्लेटों को काटते समय, छोटी फोकल गहराई वाली बीम का उपयोग किया जाना चाहिए।

(6)नोजल की ऊंचाई

नोजल की ऊंचाई सहायक गैस नोजल की अंतिम सतह से वर्कपीस की ऊपरी सतह तक की दूरी को संदर्भित करती है। नोजल की ऊंचाई बड़ी है, और निकाले गए सहायक वायु प्रवाह की गति में उतार-चढ़ाव आसान है, जो काटने की गुणवत्ता और गति को प्रभावित करता है। इसलिए, जब लेजर कटिंग होती है, तो नोजल की ऊंचाई आमतौर पर कम से कम 0.5 ~ 2.0 मिमी होती है।

① लेजर पहलू

एक। लेजर शक्ति बढ़ाएँ. अधिक शक्तिशाली लेजर विकसित करना कटिंग की मोटाई बढ़ाने का एक सीधा और प्रभावी तरीका है।

बी। नाड़ी प्रसंस्करण. स्पंदित लेज़रों की चरम शक्ति बहुत अधिक होती है और वे मोटी स्टील प्लेटों को भेद सकते हैं। उच्च-आवृत्ति, संकीर्ण-पल्स-चौड़ाई वाली पल्स लेजर कटिंग तकनीक को लागू करने से लेजर शक्ति को बढ़ाए बिना मोटी स्टील प्लेटों को काटा जा सकता है, और चीरा का आकार निरंतर लेजर कटिंग की तुलना में छोटा होता है।

सी। नए लेजर का प्रयोग करें

②ऑप्टिकल सिस्टम

एक। अनुकूली ऑप्टिकल प्रणाली. पारंपरिक लेजर कटिंग से अंतर यह है कि इसमें फोकस को काटने की सतह के नीचे रखने की आवश्यकता नहीं होती है। जब फोकस स्थिति स्टील प्लेट की मोटाई दिशा के साथ कुछ मिलीमीटर ऊपर और नीचे उतार-चढ़ाव करती है, तो अनुकूली ऑप्टिकल सिस्टम में फोकल लंबाई फोकस स्थिति में बदलाव के साथ बदल जाएगी। फोकल लंबाई में ऊपर और नीचे परिवर्तन लेजर और वर्कपीस के बीच सापेक्ष गति के साथ मेल खाता है, जिससे फोकस स्थिति वर्कपीस की गहराई के साथ ऊपर और नीचे बदलती रहती है। यह काटने की प्रक्रिया जिसमें बाहरी परिस्थितियों के साथ फोकस स्थिति बदलती है, उच्च गुणवत्ता वाले कटौती उत्पन्न कर सकती है। इस विधि का नुकसान यह है कि काटने की गहराई सीमित है, आमतौर पर 30 मिमी से अधिक नहीं।

बी। बाइफोकल कटिंग तकनीक। किरण को विभिन्न भागों पर दो बार फोकस करने के लिए एक विशेष लेंस का उपयोग किया जाता है। जैसा कि चित्र 4.58 में दिखाया गया है, डी लेंस के केंद्र भाग का व्यास है और लेंस के किनारे वाले हिस्से का व्यास है। लेंस के केंद्र पर वक्रता की त्रिज्या आसपास के क्षेत्र से बड़ी होती है, जिससे दोहरा फोकस बनता है। काटने की प्रक्रिया के दौरान, ऊपरी फोकस वर्कपीस की ऊपरी सतह पर स्थित होता है, और निचला फोकस वर्कपीस की निचली सतह के पास स्थित होता है। इस विशेष दोहरे फोकस लेजर कटिंग तकनीक के कई फायदे हैं। हल्के स्टील को काटने के लिए, यह न केवल सामग्री को प्रज्वलित करने के लिए आवश्यक शर्तों को पूरा करने के लिए धातु की ऊपरी सतह पर एक उच्च तीव्रता वाली लेजर बीम को बनाए रख सकता है, बल्कि धातु की निचली सतह के पास एक उच्च तीव्रता वाली लेजर बीम को भी बनाए रख सकता है। इग्निशन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए. सामग्री की मोटाई की पूरी श्रृंखला में साफ कटौती करने की आवश्यकता। यह तकनीक उच्च-गुणवत्ता वाले कट प्राप्त करने के लिए मापदंडों की सीमा का विस्तार करती है। उदाहरण के लिए, 3kW CO2 का उपयोग करना। लेजर, पारंपरिक कटिंग मोटाई केवल 15 ~ 20 मिमी तक पहुंच सकती है, जबकि दोहरी फोकस कटिंग तकनीक का उपयोग करके कटिंग मोटाई 30 ~ 40 मिमी तक पहुंच सकती है।

③नोजल और सहायक वायु प्रवाह

वायु प्रवाह क्षेत्र विशेषताओं में सुधार के लिए नोजल को उचित रूप से डिज़ाइन करें। सुपरसोनिक नोजल की आंतरिक दीवार का व्यास पहले सिकुड़ता है और फिर फैलता है, जो आउटलेट पर सुपरसोनिक वायु प्रवाह उत्पन्न कर सकता है। शॉक तरंगें उत्पन्न किए बिना वायु आपूर्ति का दबाव बहुत अधिक हो सकता है। लेजर कटिंग के लिए सुपरसोनिक नोजल का उपयोग करते समय, कटिंग की गुणवत्ता भी आदर्श होती है। चूंकि वर्कपीस की सतह पर सुपरसोनिक नोजल का काटने का दबाव अपेक्षाकृत स्थिर है, यह मोटी स्टील प्लेटों की लेजर कटिंग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।