लेजर कटिंग

धातु लेजर कटिंग ने अपनी परिशुद्धता, दक्षता, बहुमुखी प्रतिभा और लागत{0}}प्रभावशीलता के कारण उद्योगों में व्यापक लोकप्रियता हासिल की है। बड़े फायदों में से एक यह है कि यह साँचे को खत्म करके, सामग्री अपशिष्ट को कम करके और उत्पादन लचीलेपन को बढ़ाकर टूलींग खर्च को काफी कम कर सकता है, और नीचे लाभों की एक छोटी सूची दी गई है:

 

 

विभिन्न धातु सामग्री को लेजर से काटने की विशेषताएं

 

अल्युमीनियम

मोटाई: आम तौर पर उच्च - शक्ति फाइबर लेजर (6 किलोवाट से अधिक या उसके बराबर) के साथ ‌20 मिमी तक, पतली शीट (1-6 मिमी) सर्वोत्तम गुणवत्ता प्राप्त करती है

केर्फ़ की चौड़ाई: 0.1–0.3 मिमी, सामग्री की परावर्तनशीलता और सहायक गैस से प्रभावित (ऑक्सीकरण से बचने के लिए नाइट्रोजन को प्राथमिकता दी जाती है) सहनशीलता: पतली शीट के लिए ±0.05–0.1 मिमी; थर्मल विरूपण के कारण मोटी सामग्री (±0.15 मिमी)।

नाइट्रोजन का उपयोग करते समय कट गुणवत्ता, न्यूनतम गंदगी के साथ चिकने किनारे।

ऑक्सीजन सहायता के साथ ‍ऑक्सीकरण का जोखिम, जिसके लिए पोस्ट-प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

फ़ाइबर लेज़र कुछ लाभ प्रदान करते हैं जो उन्हें एल्युमीनियम के लिए पसंदीदा धातु काटने का विकल्प बनाते हैं:

 

√उच्च ऊर्जा घनत्व, उनकी ऊर्जा को एक बहुत छोटे स्थान पर केंद्रित करता है, जिससे एल्युमीनियम जैसी परावर्तक सामग्री के साथ भी कुशल कटाई की अनुमति मिलती है।

√तेज काटने की गति, फाइबर लेजर की उच्च शक्ति और उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता तेजी से काटने, उत्पादकता बढ़ाने में सक्षम बनाती है।

√न्यूनतम (HAZ) ताप -प्रभावित क्षेत्र, यह अन्य लेजर प्रकारों की तुलना में कम ताप उत्पन्न कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम तापीय विरूपण के साथ स्वच्छ कटौती होती है।

√बहुमुखी प्रतिभा, यह एल्यूमीनियम की मोटाई और मिश्र धातुओं की एक विस्तृत श्रृंखला को काट सकता है।

 

एल्यूमिनियम लेजर कटिंग के लिए विचार

 

एल्यूमीनियम सामग्री पर ध्वनि लेजर कटिंग में कुछ बहुत ही महत्वपूर्ण कारक शामिल हैं, और ऑपरेटरों को हमेशा निम्नलिखित पहलुओं पर विचार करना चाहिए:

 

√सहायक गैस विकल्प, एल्यूमीनियम को काटने के लिए अक्सर नाइट्रोजन को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह ऑक्साइड मुक्त कटौती उत्पन्न करता है, इस बीच ऑक्सीजन का उपयोग अक्सर मोटी सामग्री के लिए किया जाता है लेकिन इसके परिणामस्वरूप ऑक्सीकृत किनारा हो सकता है। नाइट्रोजन का नकारात्मक पक्ष लागत है।

√फोकस बिंदु, बड़े पैमाने पर कटाई शुरू होने से पहले सामग्री की सतह के सापेक्ष फोकस स्थिति का प्रयास करना बुद्धिमानी है, और एक अनुभवी ऑपरेटर हमेशा सकारात्मक या नकारात्मक फोकस के लिए समायोजन का प्रयास करता है, कभी-कभी कट की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।

√काटने की गति, काटने की गति और शक्ति के बीच सही संतुलन ढूंढना महत्वपूर्ण है क्योंकि कम गति बहुत अधिक गर्मी इनपुट उत्पन्न कर सकती है, जबकि उच्च गति पूर्ण प्रवेश प्राप्त नहीं कर सकती है।

√साफ-सफाई, ऑपरेटर को हमेशा यह सुनिश्चित करना होगा कि एल्युमीनियम शीट साफ हों और तेल या दूषित पदार्थों से मुक्त हों जो कट की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं।

√थर्मल प्रबंधन, गर्मी को बढ़ने से रोकने के लिए समय-समय पर कूल डाउन अंतराल, जो सामग्री विरूपण का कारण बन सकता है।

√किनारे की गुणवत्ता, ऑपरेटर को मापदंडों को समायोजित करना होगा यदि वह मैल गठन या अत्यधिक पिघलने जैसे मुद्दों को नोटिस करता है।

 

लेजर कटिंग एल्युमीनियम गुणवत्ता संबंधी समस्याएं

 

 

लेजर कटिंग से एल्यूमीनियम सामग्री के टयूबिंग, शीट या प्लेट सूखने को लेकर कुछ सिरदर्द हैं, और यदि आप इन बाधाओं को समझ सकते हैं, तो यह आपकी धातु काटने की लागत को कम करते हुए इष्टतम परिणाम प्राप्त करने में आपकी मदद कर सकता है।

 

√परावर्तन, यह लेजर कटिंग एल्युमीनियम में लगभग प्राथमिक चुनौती है क्योंकि यह मशीन को नुकसान पहुंचाने वाले बैक रिफ्लेक्शन का कारण भी बन सकता है। एल्युमीनियम स्वाभाविक रूप से लेजर बीम के एक महत्वपूर्ण हिस्से को प्रतिबिंबित करता है, जो काटने की दक्षता को कम कर सकता है और यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया गया तो संभावित रूप से लेजर सिस्टम को नुकसान पहुंचा सकता है। इस परावर्तनशीलता के लिए प्रभावी कटिंग सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट लेजर प्रकारों और शक्ति स्तरों के उपयोग की आवश्यकता होती है, और इस मुद्दे के कारण, फाइबर लेजर एक बहुत लोकप्रिय विकल्प है।

√ऊष्मा चालकता, अच्छी ऊष्मा चालकता लेजर कटिंग को काफी चुनौतीपूर्ण बनाती है क्योंकि सामग्री तेजी से गर्मी नष्ट कर देती है, जिससे सटीक कटौती के लिए आवश्यक स्थानीयकृत पिघलने को प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है। इसलिए, अच्छी ऊष्मा चालकता के कारण केर्फ़ की चौड़ाई अधिक हो सकती है और कटे हुए किनारों के आसपास संभावित ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र हो सकते हैं।

√ऑक्साइड परत, एल्यूमीनियम सतहों पर बनी पतली ऑक्साइड परत आमतौर पर लेजर काटने की प्रक्रिया में हस्तक्षेप करती है, और इसका गलनांक एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक होता है, जिससे संभावित रूप से कट की गुणवत्ता में विसंगतियां पैदा होती हैं या घुसने के लिए अतिरिक्त शक्ति की आवश्यकता होती है।

√आणविक संरचना, इसकी निंदनीय आणविक संरचना कभी-कभी वांछित किनारे की गुणवत्ता को कम कर सकती है, और अक्सर किनारे में गड़गड़ाहट होती है या कटे हुए किनारों के साथ थोड़ा पिघलने वाला प्रभाव प्रदर्शित होता है, कुछ मांग वाली परियोजनाओं के लिए पोस्ट {{0} प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

 

स्टेनलेस स्टील

 

 

√ पावर सेटिंग, स्टेनलेस स्टील सामग्री की मोटाई और प्रकार पर निर्भर करती है, और यह महत्वपूर्ण है कि लेजर कट छेद नोजल के केंद्र के साथ समाक्षीय हो। लोकप्रिय पावर विकल्प इस प्रकार दर्शाया गया है:

‌1. थर्मल विरूपण को रोकने के लिए नाइट्रोजन संरक्षण के साथ पतली प्लेट (1-3 मिमी), 1000-2000W शक्ति

2‌. मध्यम प्लेट (10-25 मिमी), 4000-6000W बिजली की सिफारिश की जाती है, और स्लैग दोष को कम करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है

‌3. Extra thick plate (>50 मिमी): टेपर स्थिति को कम करने के लिए गैस दबाव स्थिरता को नियंत्रित करते समय, एकाधिक छिद्रण तकनीक के साथ संयोजन में 12000W + शक्ति की आवश्यकता होती है।

 

√ नोजल का आकार, यह चीरा में प्रवेश करने वाले गैस प्रवाह के आकार, गैस प्रसार क्षेत्र और गैस प्रवाह दर को निर्धारित करता है, जिससे पिघल हटाने और काटने की स्थिरता प्रभावित होती है। चीरा में प्रवेश करने वाला वायु प्रवाह बड़ा है, गति तेज है, और वायु प्रवाह में वर्कपीस की स्थिति उचित है, पिघली हुई सामग्री को हटाने के लिए छिड़काव की क्षमता जितनी मजबूत होगी। स्टेनलेस स्टील जितना मोटा होगा, उतना बड़ा नोजल इस्तेमाल किया जाना चाहिए, आनुपातिक वाल्व सेटिंग जितनी बड़ी होगी, और प्रवाह दर जितनी बड़ी होगी, दबाव सुनिश्चित किया जा सकता है और सामान्य अनुभाग प्रभाव में कटौती की जा सकती है। विभिन्न स्टेनलेस स्टील मोटाई को काटने के लिए अनुशंसित नोजल व्यास इस प्रकार है:

1. 1मिमी, φ1.0मिमी

2. 2-3मिमी, φ1.5मिमी

3. 3-5मिमी, φ2.0मिमी

4. 5-10मिमी,φ 3.0मिमी +

 

√ सहायक गैस प्रकार, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हवा का उपयोग आमतौर पर स्टेनलेस स्टील लेजर कटिंग के लिए किया जाता है, और प्रत्येक का काटने की गुणवत्ता पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। ऑक्सीजन एक ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया से गुजरेगी, जिससे काटने की सतह पर अतिरिक्त गर्मी जुड़ जाएगी जो एक चिकनी कट धार प्रदान करती है, हालांकि, यह पीले रंग की कट धार उत्पन्न करती है। नाइट्रोजन स्टेनलेस स्टील के मूल रंग को ऑक्सीकरण होने से बचा सकता है, और नाइट्रोजन के साथ काटने से एक्ज़ोथिर्मिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया की कमी के कारण एक संकीर्ण केर्फ़ चौड़ाई हो जाती है, इसलिए निचले केर्फ़ से पिघली हुई धातु को बाहर निकालने के लिए उच्च नाइट्रोजन दबाव की आवश्यकता होती है। इसलिए, स्टेनलेस स्टील काटने के लिए नाइट्रोजन पसंदीदा सहायक गैस है। सहायक गैस को लेजर बीम के साथ वर्कपीस पर समाक्षीय रूप से निर्देशित किया जाता है और इसका मुख्य उद्देश्य केर्फ़ से पिघली हुई सामग्री को बाहर निकालना और मैल गठन को रोकना है।

 

√ फोकल स्थिति, अलग-अलग प्लेट की मोटाई और स्टेनलेस स्टील ग्रेड के लिए अलग-अलग फोकल स्थिति की आवश्यकता होती है। काटने से पहले, वास्तविक शून्य फोकस को मापा जाता है, और काटने की प्रक्रिया के मापदंडों का परीक्षण और विश्लेषण बेंचमार्क के रूप में शून्य फोकस के साथ किया जा सकता है। नकारात्मक डिफोकस स्टेनलेस स्टील काटने के लिए मुख्य प्रक्रिया चयन दिशा है। मोटी प्लेटों को काटते समय, ऊर्जा वितरण को अनुकूलित करने के लिए फोकस को प्लेट के भीतर (आमतौर पर प्लेट की मोटाई का 1/3 से 1/4) सेट किया जाना चाहिए।

 

√ फ़्रीक्वेंसी सेटिंग, उच्च - फ़्रीक्वेंसी कटिंग (400-500 हर्ट्ज) स्लैग अवशेषों को कम कर सकती है और पतली प्लेट और उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं वाले वर्कपीस के लिए कट गुणवत्ता में सुधार कर सकती है। मध्यम मोटी प्लेटों (6-10 मिमी) को काटते समय, आवृत्ति को 200-300 हर्ट्ज तक कम करने से काटने की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है, यदि 100 हर्ट्ज पर सेट करने से काटने में विफलता होगी।

 

√ कर्तव्य चक्र, कर्तव्य चक्र 53% महत्वपूर्ण मूल्य है। यदि आप कर्तव्य चक्र को कम करना जारी रखते हैं, तो निचली सतह पर अधूरी कटाई के निशान होंगे, कर्तव्य चक्र 60% तक बढ़ जाएगा, और अनुभाग खुरदरा और परतदार हो जाएगा। पल्स ड्यूटी चक्र प्रत्येक पल्स में बीम विकिरण समय के अनुपात को संदर्भित करता है।

 

कार्बन स्टील

 

 

लेजर कटिंग कार्बन स्टील के लिए आमतौर पर विशिष्ट पावर रेंज, स्टील की मोटाई के साथ-साथ नोजल व्यास की आवश्यकता होती है, और नीचे कई निर्माताओं द्वारा चुना गया एक लोकप्रिय निश्चित पैरामीटर सेटअप है:

 

√स्टील की मोटाई: 1.0-3.0 मिमी 1-2 किलोवाट नोजल 1.0-1.5 मिमी के साथ

√स्टील की मोटाई: 3.0-6.0 मिमी 2-4 किलोवाट नोजल 1.5-2.0 मिमी के साथ

√स्टील की मोटाई 6.0-10.0 मिमी, 4-6 किलोवाट नोजल 2.0-2.5 मिमी के साथ

√उपरोक्त स्टील की मोटाई के लिए 6K+ Kw पावर की आवश्यकता होती है, और नोजल का आकार अक्सर 2.5 मिमी से बड़ा होता है।

 

लेजर कटिंग कार्बन स्टील संबंधी विचार

 

8 मिमी कार्बन स्टील प्लेट

लेजर कटिंग के लिए सर्वोत्तम प्रक्रिया मापदंडों को कैसे निर्धारित किया जाए, इस पर चर्चा करते समय, हमें आमतौर पर लेजर पावर, कटिंग गति, गैस प्रकार, नोजल आकार और दबाव सहित कई प्रमुख कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। इन मापदंडों को ठीक से समायोजित करके, कार्बन स्टील प्लेटों के लेजर कटिंग प्रभाव को अनुकूलित किया जा सकता है, और उत्पादन दक्षता और कटिंग गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है। इसके अलावा, अलग-अलग कटिंग पैटर्न कटिंग प्रक्रिया मापदंडों के चयन और समायोजन को प्रभावित करेंगे, जो बदले में कटिंग की गति और गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। ऑपरेटर को यह समझने की आवश्यकता है कि बड़े पैमाने पर कटौती से पहले प्रयोगों और अनुकूलन मापदंडों को व्यवस्थित करने की आवश्यकता है। साथ ही, निरंतर प्रयासों और अनुकूलन के माध्यम से, हम धीरे-धीरे अनुभव जमा कर सकते हैं और काटने की सटीकता और दक्षता में सुधार कर सकते हैं। प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद, हम 8 मिमी मोटी कार्बन स्टील को काटने के लिए मध्यम शक्ति फाइबर लेजर काटने की मशीन के लिए इष्टतम प्रक्रिया पैरामीटर प्राप्त कर सकते हैं। इसके बाद, हम लेजर कटिंग 8 मिमी और 3 मिमी कार्बन स्टील के लिए चयन और समायोजन का गहराई से पता लगाएंगे।

 

√लेजर प्रकार: फाइबर लेजर

√काटने की गति: 13 मिमी/सेकेंड

√पावर: 5 किलोवाट

√फोकल स्थिति:+3.2मिमी

√नोजल का आकार: 2.3 मिमी

√सहायक गैस: ऑक्सीजन

√0.04MPa पर गैस का दबाव।

√वेध आवृत्ति: 80HZ.

 

3 मिमी कार्बन स्टील प्लेट

√लेजर प्रकार: फाइबर लेजर

√काटने की गति: 70 मिमी/सेकेंड

√पावर: 3 किलोवाट

√फोकल स्थिति:+2मिमी

√नोजल का आकार: 2.3 मिमी

√सहायक गैस: ऑक्सीजन

√0.35MPa पर गैस का दबाव।

√वेध आवृत्ति: 300HZ.

 

औद्योगिक अनुप्रयोगों में, CO2 लेजर द्वारा केर्फ़ की चौड़ाई आम तौर पर लगभग 0.2 से 0.3 मिमी होती है, जो विशेष रूप से मध्यम और मोटी प्लेटों को काटने के लिए उपयुक्त होती है, और यह लेजर काटने के प्रकार और स्टील सामग्री की मोटाई पर भी निर्भर करती है। ऑक्सीजन सहायता केर्फ़ की चौड़ाई को बढ़ाती है लेकिन गति को बढ़ाती है, और नाइट्रोजन लेजर कट में साफ, स्लैग मुक्त किनारे होंगे जबकि ऑक्सीजन सहायता माध्यमिक पीसने की आवश्यकता वाले गड़गड़ाहट उत्पन्न करती है।

तांबा पीतल

 

 

तांबे और पीतल की उच्च परावर्तनशीलता, चालकता और बहुमुखी प्रतिभा ने लेजर कटिंग के लिए अद्वितीय चुनौतियां पेश की हैं, और दो मुख्य कारक परावर्तन और तापीय चालकता हैं जो लेजर कटिंग की दक्षता और सटीकता को प्रभावित करते हैं। इन चुनौतियों पर काबू पाने के लिए फाइबर लेजर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और ऑपरेटर को स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम तांबा और पीतल जैसी परावर्तक धातुओं पर लेजर कटिंग करते समय निम्नलिखित मापदंडों पर विचार करने की आवश्यकता होती है:

 

√तरंग दैर्ध्य, 1 माइक्रोमीटर तरंग दैर्ध्य, जिसे तांबा, एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील जैसी परावर्तक धातुओं द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित किया जा सकता है, आमतौर पर फाइबर लेजर के लिए अनुशंसित है।

√शक्ति और पल्स, अत्यधिक गर्मी निर्माण और प्रतिबिंब की रोकथाम के लिए काटने की प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए लेजर पावर और पल्स अवधि को समायोजित करना बहुत समझदारी है। पतली तांबे की चादरों के लिए, एक नाड़ी भेदी तकनीक प्रभावी हो सकती है, और इसमें सामग्री को छेदने तक छोटी नाड़ियों की एक श्रृंखला पर लेजर शक्ति को धीरे-धीरे बढ़ाना शामिल है, जिससे अपूर्ण कटौती और मैल गठन से बचा जा सके।

√परावर्तक धातुओं को लेजर से काटने में सहायक गैस, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन आम हैं, और वे पिघली हुई सामग्री को उड़ाने और परावर्तन को रोकने में मदद कर सकते हैं।

√फोकसिंग ऑप्टिक्स, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि प्रतिबिंब को कम करने और काटने की दक्षता को अनुकूलित करने के लिए फोकसिंग ऑप्टिक्स साफ और ठीक से संरेखित हों।

√बीम डिलीवरी, परावर्तक कोटिंग्स के साथ उच्च गुणवत्ता वाली बीम डिलीवरी प्रणालियाँ प्रतिबिंब को कम करने में मदद कर सकती हैं।

√अत्यधिक प्रतिबिंब या गर्मी पैदा किए बिना वांछित कट गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए गति, शक्ति और फोकल लंबाई जैसे कटिंग मापदंडों का अंशांकन और बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू होने से पहले छोटे पैमाने पर परीक्षण कट की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है।