هل تساءلت يومًا عن سبب وجود حواف خشنة للمعادن المقطوعة بالليزر في بعض الأحيان؟ تتعمق هذه المقالة في أسباب النتوءات في القطع بالليزر وتقدم حلولاً عملية لتحقيق قطع أكثر سلاسة وعالية الجودة. تعرّف على كيفية تحسين عملية القطع بالليزر ورفع جودة قطع العمل لديك!
يركز القطع بالليزر شعاع الليزر على سطح المادة باستخدام عدسة تركيز. يؤدي ذلك إلى ذوبان المادة وتبخرها واحتراقها.
وفي الوقت نفسه، يقوم غاز مضغوط متحد المحور مع شعاع الليزر بنفخ المادة المنصهرة.
من خلال تحريك شعاع الليزر بالنسبة للمادة على طول مسار محدد، يتم إجراء قطع بشكل محدد، مما يحقق قطع المادة.
يوفر القطع بالليزر مزايا مثل الدقة العالية والدقة الضيقة كرفأسطح قطع ناعمة وسرعات عالية وجودة معالجة فائقة عبر مجموعة كبيرة من المواد.
حاليًا، يتم تطبيق تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع في مختلف القطاعات. ونظرًا لانخفاض تكلفة المعالجة وكفاءتها العالية وتعدد استخداماتها في معالجة المواد، فقد أصبح القطع بالليزر طريقة شائعة في الصفائح المعدنية الصناعة.
ومع ذلك، هناك تحديات مثل الخبث المنصهر والنتوءات الملتصقة بالمواد أثناء المعالجة، مما يسبب مشاكل للمديرين في الموقع. يوضح الشكل 1 نتوءات قطع العمل.
يظل تكوين النتوءات تحديًا مستمرًا في عمليات القطع بالليزر، مما يؤثر بشكل كبير على جودة ودقة المكونات المعدنية. ويمكن لهذه الظاهرة، التي لم يتم حلها بالكامل بعد في نظرية قطع المعادن، أن تؤثر على دقة الأبعاد والسلامة الهندسية والتشطيب السطحي لقطع العمل المشكّلة آليًا.
يتأثر حدوث النتوءات أثناء القطع بالليزر بتفاعل معقد من العوامل، بما في ذلك معلمات الليزر وخصائص المواد وظروف القطع. يمكن أن تؤدي هذه النتوءات أو المخالفات على طول حافة القطع إلى زيادة متطلبات ما بعد المعالجة، وانخفاض وظائف الجزء، ومشكلات التجميع المحتملة.
يعد فهم الأسباب الجذرية لتكوين النتوءات وتنفيذ استراتيجيات التخفيف الفعالة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين عمليات القطع بالليزر. تتعمق هذه المقالة في العوامل الشائعة التي تساهم في ظهور النتوءات وتستكشف الحلول المبتكرة لتقليل تأثيرها إلى الحد الأدنى، مما يعزز الجودة الشاملة للقطع وكفاءة التصنيع.
تشمل الجوانب الرئيسية التي سندرسها ما يلي:
السبب 1: موضع الإزاحة لـ تركيز شعاع الليزر
السبب 2: طاقة الإخراج غير كافية
السبب 3: القطع البطيء سرعة الخط
السبب 4: الغاز الإضافي غير النقي
السبب 5: وقت التشغيل الممتد
السبب 6: أوجه القصور في معدات القطع بالليزر
على سبيل المثال، يكون عمق سن المنشار لقاعدة الليزر المسننة للقاعدة الليزرية ضحلًا، ويكون مستدقه غير كافٍ، مما يؤدي إلى ملامسة مفرطة للصفائح المعدنية.
وينتج عن ذلك عوائق أثناء الثقب بالليزر وانسداد تدفق الغاز، مما يتسبب في التصاق الخبث المنصهر وارتداده وتكوين نتوءات، كما هو موضح في الشكل 2.
يمكن أن تؤثر النتوءات الموجودة على حواف الشُّغْلَة تأثيرًا خطيرًا على دقة الثني واللحام والتجميع اللاحقة. كما أنها تشكل مخاطر محتملة على سلامة المشغلين.
يمكن لقطع العمل ذات النتوءات المطبقة على خزانات الغاز في الشبكات الحلقية أن تؤثر بشكل كبير على إحكام الإغلاق.
في الأنظمة الكهربائية، يمكن أن تتسبب النتوءات في حدوث قصور في الدائرة الكهربائية أو تلف المجال المغناطيسي، مما يؤثر على التشغيل المنتظم للنظام أو يتسبب في أضرار أخرى.
1. ضبط معلمات المعدات:
اعتمادًا على المواد التي تتم معالجتها، اضبط الطاقة وضغط الهواء ومعدل التدفق والبُعد البؤري وسرعة التغذية بشكل متكرر لتحقيق الظروف المثلى.
احفظ البيانات لمعالجة الدفعات في المستقبل. لن يؤدي الاعتماد فقط على المعلمات المقدمة من الماكينة إلى إنتاج قطع عمل عالية الجودة.
2. حدد الغاز الإضافي:
يؤثر اختيار الغاز المساعد على جودة المعالجة. تتطلب المواد المختلفة غازات مختلفة.
على سبيل المثال، عندما قطع الفولاذ المقاوم للصدأيوصى باستخدام النيتروجين. لا يمنع النيتروجين، الذي يُطلق عليه غالبًا الغاز الخامل، النقاط المتفجرة أثناء القطع بالليزر فحسب، بل يضمن أيضًا عدم تأكسد الطرف المسخن على الفور، مما يؤدي إلى قطع أكثر سلاسة وإشراقًا.
نقاء الغاز ضروري أيضًا؛ اختر دائمًا الغازات عالية النقاء.
3. فحص مكونات المعدات:
قد تنتج المعدات القديمة نتوءات بسبب البلى أو تلوث المكونات الرئيسية. يمكن أن تؤثر مشكلات مثل العدسات الملوثة ببقع الزيت والشقوق الصغيرة وفوهات القطع التالفة على طاقة الليزر الإرسال.
يمكنك الحكم على ذلك من خلال ملاحظة ما إذا كانت بقعة الضوء المشكّلة مستديرة. تشير بقعة الضوء المستديرة إلى توزيع متساوٍ للطاقة وجودة قطع عالية.
يمكن لفحص المكونات الرئيسية بانتظام ضمان جودة القطع.
4. تحسين هيكل المعدات:
اعتمادًا على قطعة العمل التي تتم معالجتها، يمكنك تحسين هيكل المعدات.
على سبيل المثال، إذا كانت صينية قاعدة الليزر المسننة بالليزر تلامس الصفيحة المعدنية على مساحة كبيرة وتنتج نتوءات، يمكنك التعديل بناءً على ظروف معينة عن طريق تقليل الاستدقاق أو زيادة عمق الأسنان، كما هو موضح في الشكل 3، لتجنب التداخل في المعالجة.
تظهر القاعدة المحسّنة في الشكل 4.
5. تحسين حواف قطعة العمل:
في الإنتاج الفعلي، لوحظ أن حواف الشُّغْلَة المنظمة بشكل مفرط تؤثر على جودة المعالجة. تكون التحولات المربعة، مقارنةً بالتحولات المستديرة أو المشطوفة، أكثر عرضة للنتوءات، كما هو موضح في الشكل 5.
ويُنصح باستخدام انتقالات مستديرة أو مشطوفة عند الإمكان لتقليل تركيزات الضغط.
في الواقع، النتوءات هي الجسيمات الزائدة المتبقية على سطح المواد المعدنية.
عندما تقوم ماكينة القطع بالليزر بمعالجة قطعة عمل، فإن الطاقة المتولدة من شعاع الليزر الذي يشع سطح قطعة العمل تتسبب في تبخير السطح وتبخره، مما يحقق الغرض من القطع.
إذا كانت المادة تحتوي على نتوءات، فيمكن اعتبارها دون المستوى المطلوب؛ فكلما زاد عدد النتوءات قلت الجودة.
لذلك، يجب أن نولي اهتمامًا إضافيًا لهذه المشكلة أثناء المعالجة المستقبلية!