लेजर कटिंग मशीन की मुख्य प्रक्रिया

1. वाष्पीकरण काटना
लेजर गैसीकरण काटने की प्रक्रिया के दौरान, सामग्री का सतह का तापमान क्वथनांक तापमान तक इतनी तेजी से बढ़ता है कि यह गर्मी चालन के कारण पिघलने से बचने के लिए पर्याप्त होता है, इसलिए सामग्री का हिस्सा भाप में वाष्पीकृत हो जाता है और गायब हो जाता है, और सामग्री का हिस्सा सहायक गैस द्वारा भट्ठा के नीचे से बाहर निकाल दिया जाता है। प्रवाह उड़ जाता है। इस मामले में बहुत अधिक लेजर शक्तियों की आवश्यकता होती है।
सामग्री वाष्प को केर्फ की दीवारों पर संघनित होने से रोकने के लिए, सामग्री की मोटाई लेजर बीम के व्यास से बहुत अधिक नहीं होनी चाहिए। इसलिए यह प्रक्रिया केवल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां पिघली हुई सामग्री के निर्वहन से बचना है। यह मशीनिंग व्यावहारिक रूप से केवल लौह-आधारित मिश्र धातुओं के उपयोग के छोटे क्षेत्रों में उपयोग की जाती है।
इस प्रक्रिया का उपयोग सामग्री के लिए नहीं किया जा सकता है, जैसे कि लकड़ी और कुछ चीनी मिट्टी की चीज़ें, जिनमें पिघला हुआ राज्य नहीं होता है और इसलिए भौतिक वाष्प को फिर से भरने की अनुमति देने की संभावना कम होती है। इसके अतिरिक्त, ये सामग्रियां आमतौर पर मोटे कट प्राप्त करती हैं। लेज़र वेपर कटिंग में इष्टतम बीम फ़ोकसिंग सामग्री की मोटाई और बीम की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। लेजर शक्ति और वाष्पीकरण की गर्मी का इष्टतम फोकस स्थिति पर केवल एक निश्चित प्रभाव होता है। जब प्लेट की मोटाई स्थिर होती है, तो अधिकतम काटने की गति सामग्री के गैसीकरण तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है। आवश्यक लेजर शक्ति घनत्व 108W/cm2 से अधिक है और सामग्री, काटने की गहराई और बीम फोकस स्थिति पर निर्भर करता है। प्लेट की एक निश्चित मोटाई के मामले में, यह मानते हुए कि पर्याप्त लेजर शक्ति है, अधिकतम काटने की गति गैस जेट की गति से सीमित होती है।
2. पिघलना काटना
लेजर फ्यूजन कटिंग में, वर्कपीस को आंशिक रूप से पिघलाया जाता है और पिघली हुई सामग्री को एयरफ्लो के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है। क्योंकि सामग्री का स्थानांतरण केवल उसकी तरल अवस्था में होता है, इस प्रक्रिया को लेजर फ्यूजन कटिंग कहा जाता है।
उच्च शुद्धता वाली अक्रिय कटिंग गैस के साथ युग्मित लेजर बीम पिघली हुई सामग्री को केर्फ से बाहर निकालती है, लेकिन गैस स्वयं काटने में भाग नहीं लेती है। लेजर फ्यूजन कटिंग गैसीफिकेशन कटिंग की तुलना में उच्च कटिंग गति प्राप्त कर सकता है। गैसीकरण के लिए आवश्यक ऊर्जा आमतौर पर सामग्री को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा से अधिक होती है। लेजर फ्यूजन कटिंग में, लेजर बीम केवल आंशिक रूप से अवशोषित होती है। लेजर शक्ति में वृद्धि के साथ अधिकतम काटने की गति बढ़ जाती है, और शीट की मोटाई और सामग्री के पिघलने के तापमान में वृद्धि के लगभग व्युत्क्रमानुपाती घट जाती है। एक निश्चित लेजर शक्ति के मामले में, सीमित कारक केर्फ पर हवा का दबाव और सामग्री की तापीय चालकता है। लेजर पिघलने से लौह सामग्री और टाइटेनियम धातुओं के लिए ऑक्सीकरण मुक्त कटौती प्राप्त की जा सकती है। स्टील सामग्री के लिए लेजर शक्ति घनत्व जो पिघलने का उत्पादन करता है लेकिन गैसीकरण से कम होता है, 104W/cm2 और 105W/cm2 के बीच होता है।
3. ऑक्सीकरण पिघलने काटने (लेजर लौ काटने)
फ्यूजन कटिंग में आमतौर पर अक्रिय गैस का उपयोग होता है। यदि इसे ऑक्सीजन या अन्य सक्रिय गैस से बदल दिया जाता है, तो सामग्री को लेजर बीम के विकिरण के तहत प्रज्वलित किया जाता है, और एक अन्य ताप स्रोत उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन के साथ एक हिंसक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जो सामग्री को और गर्म करती है, जिसे ऑक्सीकरण पिघलने वाला काटने कहा जाता है। .
इस प्रभाव के कारण, संरचनात्मक स्टील की समान मोटाई के लिए फ्यूजन कटिंग की तुलना में इस विधि से उच्च कटिंग दर प्राप्त की जा सकती है। दूसरी ओर, इस पद्धति में फ्यूजन कटिंग की तुलना में खराब गुणवत्ता हो सकती है। यह वास्तव में व्यापक केर्फ़, ध्यान देने योग्य खुरदरापन, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में वृद्धि और खराब किनारे की गुणवत्ता पैदा करता है। सटीक मॉडल और तेज कोनों (तेज कोनों से जलने का खतरा) के लिए लेजर फ्लेम कटिंग खराब है। स्पंदित मोड में लेजर का उपयोग थर्मल प्रभाव को सीमित करने के लिए किया जा सकता है, और लेजर की शक्ति काटने की गति निर्धारित करती है। एक निश्चित लेजर शक्ति के मामले में, सीमित कारक ऑक्सीजन की आपूर्ति और सामग्री की तापीय चालकता हैं।
4. फ्रैक्चर कटिंग को नियंत्रित करें
भंगुर सामग्री के लिए जो गर्मी से आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाती है, लेजर बीम हीटिंग द्वारा उच्च गति और नियंत्रणीय कटिंग की जाती है, जिसे नियंत्रित फ्रैक्चर कटिंग कहा जाता है। इस काटने की प्रक्रिया की मुख्य सामग्री यह है कि लेजर बीम भंगुर सामग्री के एक छोटे से क्षेत्र को गर्म करता है, जिससे इस क्षेत्र में एक बड़ा थर्मल ढाल और गंभीर यांत्रिक विरूपण होता है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री में दरारें बन जाती हैं। जब तक एक समान ताप ढाल बनाए रखा जाता है, तब तक लेजर बीम किसी भी वांछित दिशा में दरारों को निर्देशित कर सकता है।