لیزرهای فایبر

 

لیزرهای فایبر دارای طول موج انتشار در حدود 1.07 میکرومتر بوده ولی لیزر CO2 دارای طول موج 10.6 میکرومتر است.علاوه بر این که نور لیزر با طول موج 1.07 میکرومتر کمتر بازتاب می یابد بلکه راحت تر نیز جذب می شود، با این حال طول موج کوتاه تر را می توان در نقطه ای متمرکز کرد که قطر آن در حدود 10/1 قطر پرتوی CO2 است.این عمل باعث تمرکز بیشتر توان در نقطه برش می شود که نفوذ نور لیزر در فلز را راحت تر می کند. این شدت توان بالا باعث تغییر فاز در بعضی فلزات مانند برنج و مس شده و آن ها را به فاز مایع تبدیل می کند.

مس، برنج، برنز، نقره، طلا و آلومینیوم در حالت جامد خود نور مادون قرمز را به شدت بازتاب می کنند.

چرا برش لیز مس و برنج چالش برانگیز است؟

⦁ جذب پایین نور مادون قرمز این فلزات باعث ایجاد مشکل در برش لیزر آن ها می شود.
⦁ بازتاب نور مس و سایر فلزات مشابه با گرم شدن آن ها کاهش می یابد ولی وقتی فلز ذوب می شود به شدت افزایش می یابد. مطابق شکل زیر این فلزات در فاز مایع انرژی لیزر بیشتری را مصرف می کنند.

ضخامت مس 0.04 inch
1 mm 0.06 inch
1.5 mm 0.08 inch
2 mm 0.12 inch
3 mm 0.16 inch
4 mm 0.25 inch
6 mm
کمترین توان بیشینه مورد نیاز 1000 W 1000 W 1500 W 2000 W 3000 W 4000 W

مزایای برش لیزر مس:

برش ورق یا شیت مس توسط لیزر مزایایی دارد که نسبت به سایر روش های برش برتری دارد. از جمله این مزایا می توان به برش شکل های پیچیده، دقت بالا، قیمت مناسب، دقت یکسان در طرح های مشابه هم و طرح های سری، با کیفیت بودن لبه برش، چیدمان مناسب جهت کاهش پرتی و ضایعات ورق، تغییرات خیلی کم در ساختار فلز پایه و غیره را نام برد.

زاویه کونیک(Conic Angle) :

به معنای تغییر قطر سوراخ در امتداد ضخامت برش است. که هر چه ضخامت بیشتر باشد این زاویه نیز بیشتر می شود و باعث کاهش دقت برش می شود.برای کاهش این زاویه باید لنزهای دستگاه با دقت تنظیم شود تا پرتوی لیزر به صورت عمود برز سطح برش بتابد.
این زوایه باعث می شود که عدد سوراخ اندازه گیری شده در پشت و روی قطعه متفاوت باشد.

تولید پلیسه(Burr):

به برجستگی هایی که بعد از برش لیزر روی لبه قطعه باقی می ماند و باعث کاهش دقت و کیفیت قطعه می شود پلیسه گفته می شود. عدم وجود پلیسه به تنظیمات دستگاه و کیفیت برش آن بستگی دارد که برای ضخامت ها و مواد مختلف تنظیماتی متفاوتی استفاده می شود..
هرچه پلیسه کمتر باشد نیاز به فرایند های بعد از برش کاهش پیدا می کند.
 گپ برش یا کرف (Kerf):

خط برش یا گپ برش پدیده ای است که هنگام برش لیزر ایجاد می شود و مقداری از متریال بعد از برش ذوب شده یا آب می شود. این مقدار بستگی به ضخامت ورق، جنس ورق و فشار و سرعت برش دارد و این مقدار باید هنگام طراحی یا هنگام اجرا باید لحاظ شود.

سرعت برش(cut speed):

 سرعت برش به جنس ورق، فشار گاز و نیز توان و نوع دستگاه بستگی دارد. هرچه توان بالاتر و ضخامت پایین تر باشد سرعت برش بیشتر است.

زبری سطح برش (surface roughness):

زبري سطح عبارت است ازناهمواري ها و نـامنظمی هـاي سـطح برشـکاري شـده کـه جـز لاینفـک
عملیات برشکاري محسوب می شوند و عبارت از خطوط و شیارهایی هستند کـه ،در طـول عملیـات
برشکاري ایجاد می شوند.این خطوط در اثر عواملی چون سوختن غیر مستقیم،نوسانات سـطح مـایع
در سطح و اختلاف در نیروي جذب شده توسط نقاط مختلف بوجود می آیند.

فشار گاز(Gas Pressure):

فشار گاز لیزر عامل مهم دیگری است که باید مد نظر گرفت.فشار گاز وابسته به ضخامت ماده ای است که قرار است برش بخورد. هر چه ضخامت کم تر باشد فشار گاز کم تری نیاز است و ضریب خطر تخریب دستگاه نیز پایین می آید.

سایز نازل(Nozzle Size):

نازل ها تاثیر مهمی روی کیفیت برش لیزر دارند. برای مثال وقتی با متریال با ضخامت پایین سر و کار داریم نازل های کوچک تری مورد نیاز است. متقابلا وقتی فشار گاز بالاتری نیاز باشد نازل های با سایز بالاتری نیز نیاز است.
نازل های دستگاه برش لیزر دو نوع اند.
⦁ نازل تک
⦁ نازل دوبل
برای برش آهن از نازل دوبل با گاز اکسیژن و برای برش استیل ضد زنگ و آلومینیوم از نازل تک و گاز نیتروژن استفاده می شود.

گاز برش(Cutting Gas):

هنگام سوراخ کاری و برشکاری، معمولا گاز اکسیژن با فشار بالا (100 تا 300 PSI بسته به ضخامت) به عنوان گاز برش استفاده می شود که باعث افزایش کیفیت و قابلیت اطمینان می شود. وقتی گاز اکسیژن استفاده می شود تشکیل مس اکسید روی سطح بازتاب نور لیزر را کم می کند. برای برنج، گاز نیتروژن بهتر جواب می دهد.