في صناعة معالجة المعادن، يتم استخدام تكنولوجيا القطع بالليزر على نطاق واسع بسبب كفاءتها ودقتها وتعدد استخداماتها. تلعب فوهة القطع بالليزر دورًا حيويًا في عملية القطع بأكملها. يؤثر تصميم الفوهات واختيارها بشكل مباشر على جودة القطع، بما في ذلك سرعة القطع ودقة القطع وجودة الحافة واستهلاك المواد. ستناقش هذه المقالة بالتفصيل تأثير فوهات القطع بالليزر على جودة القطع واختيار فتحة الفوهة.

1. تأثير فوهات القطع بالليزر على جودة القطع

سرعة القطع:

تعد سرعة القطع مؤشرًا مهمًا لكفاءة القطع بالليزر. تصميم الفوهة له تأثير كبير على سرعة القطع. يعمل تصميم الفوهة المناسب على تحسين تدفق الغاز وزيادة سرعة القطع. تؤثر فتحة الفوهة وشكلها والمسافة من الفوهة إلى قطعة العمل على تدفق الغاز. التدفق الجيد للغاز يمكن أن يزيل الخبث بسرعة ويمنعه من الالتصاق بسطح القطع، وبالتالي زيادة سرعة القطع.

دقة القطع:

تحدد دقة القطع الجودة النهائية للقطعة المقطوعة. تؤثر دقة الفوهة ومواءمتها بشكل مباشر على دقة التركيز والقطع لشعاع الليزر. إذا كان قطر فتحة الفوهة غير متساوٍ أو كانت محاذاة الفوهة سيئة، فسوف ينحرف شعاع الليزر، مما يؤدي إلى مسار قطع غير دقيق ويؤثر على جودة القطع النهائية.

جودة الحافة:

تعد جودة الحافة أحد المعايير المهمة لتقييم جودة القطع. يؤثر تصميم الفوهة على انتظام تدفق الغاز وبالتالي كفاءة إزالة الخبث. يمكن للفوهة المناسبة أن تنتج تدفق هواء موحد ومركّز، وتقلل من التصاق الخبث، وتحصل على حافة قطع ناعمة. ترتبط جودة الحافة ارتباطًا مباشرًا بسهولة خطوات المعالجة اللاحقة.

استهلاك المواد:

يمكن أن يؤدي التصميم السيئ للفوهة إلى المزيد من هدر المواد. على سبيل المثال، إذا لم يتم تركيز تدفق الغاز بشكل كافٍ، فسيؤدي ذلك إلى زيادة منطقة القطع المتأثرة بالحرارة، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة حواف المادة أو تشوهها أو حرقها، وزيادة هدر المواد. لذلك، يلعب تصميم الفوهة دورًا مهمًا في تقليل استهلاك المواد وتحسين الفوائد الاقتصادية.

2. اختيار فتحة الفوهة

تعد فتحة الفوهة معلمة مهمة تؤثر على جودة القطع بالليزر. تتطلب المواد المختلفة واحتياجات القطع أقطار مختلفة لفتحة الفوهة. فيما يلي بعض العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار فتحة الفوهة:

نوع المادة وسمكها:

مواد الصفائح الرقيقة: تستخدم مواد الصفائح الرقيقة عادةً فوهات ذات قطر ثقب أصغر (مثل 1.0 مم إلى 1.5 مم) للحصول على دقة قطع أعلى وجودة حافة. تنتج الفتحات الأصغر تدفق هواء أكثر تركيزًا وقوة، مما يساعد على إزالة الخبث المنصهر بسرعة.

مادة اللوح السميك: تتطلب مادة اللوح السميك عادةً فوهة ذات قطر فتحة أكبر (مثل 2.0 مم إلى 3.0 مم) لتوفير تدفق هواء كافٍ لضمان إمكانية إزالة الخبث في الوقت المناسب ومنع تشوه المواد أثناء عملية القطع.

قطع نوع الغاز:

الأكسجين: يستخدم الأكسجين عادة لقطع الفولاذ الكربوني. عند استخدام قطع الأكسجين، يلزم وجود قطر فتحة أكبر (مثل 1.5 مم إلى 2.5 مم) لتوفير تدفق هواء كافٍ وتأثير احتراق التفاعل، وتحسين سرعة القطع وجودته.

النيتروجين: يستخدم النيتروجين بشكل شائع لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم. نظرًا لأن النيتروجين لا يدعم الاحتراق، فإن استخدام فوهة ذات قطر ثقب أصغر (مثل 1.0 مم إلى 1.5 مم) يمكن أن يوفر ضغطًا أعلى لتدفق الهواء ويحسن جودة القطع.

قوة الليزر:

تتطلب أجهزة الليزر عالية الطاقة عادةً فوهات ذات فتحة أكبر للسماح بتدفق هواء أكبر لتبريد منطقة القطع وإزالة الخبث. يمكن أن تستخدم أجهزة الليزر منخفضة الطاقة فوهات ذات فتحة أصغر لتحقيق دقة قطع أعلى.

سرعة القطع ومتطلبات الجودة:

بالنسبة للقطع عالي السرعة، فإن اختيار فوهة ذات قطر فتحة أكبر يمكن أن يزيد من معدل تدفق الغاز، وبالتالي تسريع عملية القطع.

للحصول على قطع عالية الجودة، يمكن أن يوفر اختيار فوهة ذات فتحة أصغر تحكمًا أكثر دقة في تدفق الغاز، مما يضمن جودة حافة القطع.