نکاتی در رابطه با لیزر ورق آهن
یکی از روش های متداول برشکاری ورق ها فلزی،برشکاری با دستگاه لیزر می باشد. ازمزایای برش های لیزری ورق های فلزی می توان به صرفه اقتصادی، دقت و کیفیت بالای برش اشاره داشت.
برش ورق های فلزی با دستگاه لیزر
معمولا علت استفاده از دستگاه لیزر در برش ورق های فلزی، سرعت و دقت کار بالا می باشد و همچنین برشکاری با این دستگاه از گرم شدن سایر نواحی قطعه آهن جلوگیری می کند، زیرا پرتو لیزر در یک نقطه متمرکز شده و انرژی گرمایی آن به سایر مناطق انتقال پیدا نمی کند. اما در سایر روش های برشکاری ورق مانند پلاسما، شعله و… حرارت زیادی تولید شده و در هنگام برشکاری نیز حجم زیادی از قطعه آهن از بین می رود. روش استفاده شده در برش این ورق ها بر قیمت نهایی ورق برشی تاثیر زیادی خواهد داشت. امروزه با توجه به دقت بالای برشکاری با لیزر استفاهد از آن بسیار رونق گرفته است.
مزایای برشکاری ورق های فلزی با لیزر
- سرعت بالا در برشکاری فلزات
- انجام برشکاری های پیچیده و دارای منحنی به آسانی
- تطبیق پذیری آسان ورق های برشی تولید شده از طریق روش لیزر، با سیستم های کنترل کامپیوتری
- عدم آسیب دیدگی ورق های فلزی
- کاهش آلودگی صوتی
برش لیزر چه تفاوتی با سایر روش ها دارد؟
در روش برشکاری لیزری ورق های آهنی ، بر خلاف سایر روش های برش ضایعات فلزی بسیار کمی تولید می شود. علاوه بر این، حرارت تولید شده در برشکاری فلزات با لیزر بسیار ناچیزتر به نسبت سایر روش ها می باشد ، زیرا همانگونه که درابتدای مطلب اشاره کردیم، اشعه لیزر تنها ناحیه مورد نظر را گرم می کند و به سایر نقاط آسیبی وارد نمی کند.
همچنین در برشکاری با لیزر ناهمواری های ایجاد شده روی سطح ورق آهن و کناره آن بسیار ناچیز یا نزدیک به صفر است، از این رو می توان بعد از برش با لیزر عمل جوشکاری روی ورقه های آهنی را انجام داد.
نحوه کار با برش لیزری در فلزات چگونه است؟
در کار با دستگاه لیزر برای برش ورق های فلزی، اشعه لیزر دستگاه در یک نقطه متمرکز شده و آن نقطه از ورق فلزی را ذوب می کند و در ادامه، ناحیه برش خورده توسط یک جت گاز تمیز می شود. این فرآیند به صورت خطی و پیوسته ادامه خواهد داشت و مواد ذوب شده توسط گاز خارج می شود.
گازهای مورد استفاده برای خارج کردن مواد ذوب شده شامل گازهای اکسیژن و گازهای خنثی می باشد. استفاده از گاز اکسیژن در این فرآیند، سرعت کار را بسیار بالا می برد، اما فشار گاز های خنثی مانند گاز آرگون نسبت به اکسیژن بیشتر است.
انواع روش های برشکاری فلزات توسط دستگاه لیزر
1- برش تبخیری
در این روش برشکاری ابتدا اشعه ی لیزر در یک نقطه متمرکز می شود، سپس نقطه ی مورد نظر ذوب شده و مواد اضافی تبخیر خواهند شد. در این روش، از اشعه لیزر برای فراهم کردن گرمای نهان جهت تبخیر مواد استفاده می شود.
2- روش ذوب و دمش
در این روش برشکاری، اشعه لیزر قطعه فلزی را به صورت خطی برش می دهد. مسیر تعیین شده برای برش توسط اشعه لیزر به سرعت ذوب شده و توسط یک نازل مخروطی تمیز خواهد شد. فشار بالای گاز باعث می‌شود که مواد مذاب به صورت قطره ای از قسمت تحتانی ورق های آهنی خارج شود. در روش ذوب و دمش جهت تولید ورق برشی انرژی بسیار کمی نیاز است.
3- روش ذوب قطعه فلزی با دمش گاز اکسیژن
در روش ذوب قطعه فلزی با دمش گاز اکسیژن، گازی که برای پاکسازی مواد مذاب استفاده می شود، نسبت به مواد مذاب واکنش نشان می دهد. با توجه به جنس ورق فلزی ، مقدار انرژی متفاوتی از سوختن مواد آزاد می‌شود.
برای مثال، در برش مواد تیتانیومی 90 درصد انرژی حاصل از سوختن آزاد می شود، اما این میزان انرژی آزاد شده در مواد فولادی 60 درصد است. البته این نکته را در نظر داشته باشید که استفاده از گاز اکسیژن در مواد تیتانیومی موجب سوختگی دیوارها خواهد شد، زیرا انرژی زیادی به ورق برشی وارد می شود. علاوه بر این، استفاده از گاز اکسیژن سبب ترک خوردگی ورق های آلومینیومی نیز خواهد شد. در برشکاری فلزات با لیزر روش ذوبی را زمانی انتخاب می کنند که ماده آن ها با اکسیژن واکنش خاصی ندهد.
4- روش شکست کنترلی
در برشکاری به روش شکستن کنترلی، در محل تابش لیزر یک تنش مکانیکی ایجاد می شود و همین موضوع باعث ترک خوردن ورق آلومینیومی می شود. با عمیق تر شدن این ترک ها، امکان شکست ورق های فلزی مهیا می گردد. در این روش برشکاری سرعت کار بسیار بالا می باشد و نیاز به انرژی با مقدار کمی نیز می باشد.
5- برش سرد
در تولید ورق های برشی با روش برش سرد، انرژی پیوند مواد شکسته خواهد شد، زیرا در این روش برشکاری از پالس های لیزر فرابنفش کوتاه با توان بالا استفاده می شود. تکنیک روش برش سرد این است که از فوتون هایی با 9.4 الکترون ولت استفاده می‌شود که این انرژی برابر با انرژی پیوند مواد عالی است. اگر تعداد فوتون هایی که به ورقه ها برخورد می کنند با پیوندهای مواد آلی برابر باشد، هیچ حرارتی تولید نخواهد شد.
6- برش CNC لیزر
یکی از روش‌های برش لیزر آهن، روش CNC است. این روش، از روش‌های گران قیمت برش قطعات فلزی و نیز غیر فلزی محسوب می‌شود. برشکاری در این روش به صورت کاملا اتوماتیک انجام می‌گیرد. دستگاه برش CNC طرح برش را از طرحی که توسط اپراتور و با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی مانند اتوکد ترسیم شده است، می‌گیرد. به دلیل عدم دخالت نیروی انسانی در انجام برش با این روش، خطاهای انسانی احتمالی از این فرایند حذف شده و دقت کار به میزان زیادی افزایش می‌یابد. به دلیل دقت بالای برش لیزری، این روش در برشکاری‌های با ظرافت بالا کاربرد فراوان دارد.
در برشکاری ورق های فلزی با دستگاه لیزر چه محدودیت‌هایی وجود دارد؟
قطعا برشکاری قطعات آهنی به کمک اشعه ی لیزر مانند سایر روش‌های برشکاری قطعات، دارای محدودیت‌هایی می باشد. یکی از محدودیت‌های پیش رو در این روش، جنس ماده می باشد. همانطور که گفتیم برش لیزری تنها بر روی مواد خاصی از جنس‌های مختلفی مانند فلزات و غیرفلزات انجام می‌شود.
برشکاری لیزر در برش ورق دارای محدودیت ضخامت نیز هست. این روش برای برش ورق‌های با ضخامت بیشتر از 31 میلیمتر کاربرد ندارد. دستگاه لیزر مورد استفاده برای برش مواد مختلف و همچنین برش ضخامت‌های مختلف از مقاطع، متفاوت است. بنابراین هنگام خرید دستگاه برش لیزر باید جنس ماده و ضخامت آن را مورد توجه قرار داد.
عوامل موثر بر قیمت برش لیزر ورق های آهنی
عوامل مختلفی بر روی قیمت برش لیزر آهن موثر است. برش لیزر آهن روی مقاطع مختلفی از جمله انواع ورق ، لوله و پروفیل انجام می شود. عواملی مانند هندسه قطعه، ضخامت ورق، جنس قطعه، گاز مورد استفاده و تیراژ بر قیمت نهایی برش لیزری اثرگذار است. سرعت برش لیزر آهن با توجه به ضخامت قطعه تغییر می کند.
جمع بندی
با خواندن این مطلب دریافتیم که دستگاه برش لیزر آهن کاربردهای بسیار فراوانی در صنعت های مختلف دارد. مهم ترین ویژگی این روش برشکاری، سرعت و دقت بالا و کاهش هزینه های جاری برای تولیدات انبوه است. با این حال باید قبل از استفاده از آن به خوبی به معایب و نکاتی که در این مقاله گفته شد نیز توجه کنید و آن ها را در نظر داشته باشید تا بالاترین بهره برداری از این دستگاه را داشته باشید.
