Fiber laser cutter China
22

شرح مفصل لعملية القطع بالليزر للمعادن: تحليل شامل للسرعة والدقة وجودة الحافة

تحتل تقنية القطع بالليزر مكانة مهمة في مجال تشغيل المعادن بفضل سرعتها العالية، ودقتها الفائقة، وجودة الحواف الممتازة. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل العوامل الرئيسية التي تؤثر على عملية القطع بالليزر، بما في ذلك نوع الليزر، وتقنية رأس القطع، واختيار الغاز المساعد، ومطابقة السرعة والسمك، والعيوب الشائعة، وطرق تحسين العملية، لمساعدة المستخدمين على تحقيق نتائج قطع ذات كفاءة أعلى وجودة أفضل.

1. نوع الليزر وتقنية رأس القطع

(1) مقارنة أنواع الليزر

تستخدم آلات القطع بالليزر بشكل أساسي ليزر CO₂ 、 ليزر الألياف الضوئية و ليزر القرص ، حيث تناسب أنواع الليزر المختلفة متطلبات قطع المواد المختلفة.

نوع الليزر المواد المناسبة الطول الموجي (نانومتر) المزايا القيود
ليزر CO₂ الفولاذ الكربوني السميك، الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك الألومنيوم، المواد غير المعدنية 10,600 مناسب لقطع الألواح السميكة، تحكم جيد في منطقة التأثر بالحرارة استهلاك عالٍ للطاقة، صيانة معقدة، غير مناسب للمواد شديدة الانعكاس
ليزر الألياف الضوئية الفولاذ الكربوني الرقيق/المتوسط السمك، الفولاذ المقاوم للصدأ، النحاس، الألومنيوم 1,080 كفاءة عالية، جودة شعاع عالية، تكلفة صيانة منخفضة يتطلب معالجة خاصة للمواد شديدة الانعكاس (مثل النحاس الأصفر والألواح المجلفنة)
ليزر القرص المعادن غير الحديدية (النحاس، الألومنيوم)، المواد العاكسة 1,030-1,080 مناسب للمعادن شديدة الانعكاس، قطع مستقر تكلفة المعدات أعلى، انتشار أقل

(2) تأثير تقنية رأس القطع

يؤثر أداء رأس القطع بالليزر بشكل مباشر على جودة المعالجة، ومن أهم العوامل ما يلي:

  • تصميم عدسة التركيز والفوهة : يؤثر على حجم البقعة واستقرار تدفق الغاز، مما يضمن دقة وكفاءة القطع.
  • نظام التركيز التلقائي : يتكيف مع سماكات المواد المختلفة للحفاظ على أفضل مسافة بؤرية.
  • الحماية ضد الانعكاس : يمنع المعادن شديدة الانعكاس (مثل النحاس والألومنيوم) من إتلاف المكونات البصرية.

اقتراحات الاختيار ：

  • الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ يمكن استخدام رأس القطع القياسي.
  • النحاس والألومنيوم يوصى باستخدام رأس قطع مزود بوظيفة الحماية ضد الانعكاس.

2. أنواع الغازات المتحكمة ووظائفها

تؤثر الغازات المساعدة المختلفة بشكل مباشر على كفاءة القطع، جودة الحافة، والتكلفة. فيما يلي الغازات الشائعة وسيناريوهات استخدامها:

نوع الغاز المواد المناسبة الوظيفة المزايا والعيوب
الأكسجين (O₂) الفولاذ الكربوني يساعد على الاحتراق، يسرّع القطع، مناسب لمعالجة الألواح السميكة المزايا : قطع سريع، مناسب للألواح السميكة؛  العيوب : سهل الأكسدة، حواف بها حروق.
النيتروجين (N₂) الفولاذ المقاوم للصدأ، الألومنيوم، النحاس الأصفر حماية خاملة، تقلل الأكسدة، تحسن نعومة الحواف المزايا : لا يوجد أكسدة، مناسب للمعالجة الدقيقة؛  العيوب : استهلاك كبير للغاز، تكلفة أعلى.
الهواء الفولاذ الكربوني الرقيق، الألواح المجلفنة، الألومنيوم تكلفة منخفضة، مناسبة لمتطلبات المعالجة العامة المزايا : اقتصادي وميسور التكلفة؛  العيوب : جودة قطع أقل، غير مناسب للسيناريوهات عالية المتطلبات.

اقتراحات لتركيب الغاز ：

  • قطع الفولاذ الكربوني (أكثر من 8 مم): الأكسجين (لزيادة السرعة).
  • الفولاذ المقاوم للصدأ ولوح الألومنيوم: النيتروجين (لتقليل الأكسدة وتحسين اللمعان).
  • القطع بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة: الهواء 。

3. مبدأ مطابقة سرعة القطع والسمك

يجب أن تتناسب سرعة القطع بشكل معقول مع سمك المادة، فالسرعة الزائدة أو البطيئة جدًا ستؤثر على الجودة.

(1) التأثيرات السلبية للسرعة الزائدة

  • عدم اختراق كامل : بقايا خبث منصهر في الطبقة السفلية.
  • زيادة الشوائب : قطع خشن، وحواف غير منتظمة.

(2) التأثيرات السلبية للسرعة البطيئة جدًا

  • توسيع منطقة التأثر بالحرارة : زيادة تشوه المادة.
  • انخفاض الكفاءة : إهدار الغاز، زيادة استهلاك الطاقة.

الجدول: مرجع سرعة القطع بالليزر الموصى بها (مثال لليزر الألياف)

المادة 1mm 3mm 6mm 10mm
الفولاذ الكربوني (O₂) 12 م/دقيقة 4 م/دقيقة 2 م/دقيقة 1 م/دقيقة
الفولاذ المقاوم للصدأ (N₂) 15 م/دقيقة 5 م/دقيقة 2.5 م/دقيقة 0.8 م/دقيقة
الألومنيوم (N₂) 10 م/دقيقة 3 م/دقيقة 1.5 م/دقيقة 0.5 م/دقيقة

طرق التحسين ：

  • الألواح الرقيقة (<3 ملم) : زيادة السرعة بشكل مناسب لتقليل التشوه الحراري.
  • الألواح السميكة (>8 ملم) : تقليل السرعة لضمان القطع بالذوبان الكامل.

4. عيوب الجودة الشائعة وطرق تعديل المعلمات

العيب السبب طريقة الحل
النتوءات (الشعر) سرعة زائدة / انسداد الفوهة / طاقة غير كافية تقليل السرعة، تنظيف الفوهة، زيادة الطاقة
حرق الحافة زيادة الأكسجين / طاقة عالية جدًا استخدام النيتروجين أو تقليل الطاقة، تحسين نسبة الغاز
عدم اختراق كامل طاقة غير كافية / ضغط غاز منخفض زيادة الطاقة، فحص نظام إمداد الغاز
خطوط مائلة في المقطع انحراف البؤرة / سرعة القطع غير منتظمة إعادة معايرة البؤرة، تحسين مسار القطع ومنحنى السرعة

5. نصائح عملية لتحقيق التوازن بين الدقة والكفاءة

✅ اختيار نوع الليزر الصحيح : ليزر الألياف مناسب لقطع الألواح الرقيقة بسرعة عالية، ليزر ثاني أكسيد الكربون مناسب لمعالجة الألواح السميكة.
✅ تحسين الغاز : النيتروجين للدقة العالية، الهواء للقطع الاقتصادي.
✅ التركيز الديناميكي : ضبط البعد البؤري للمواد ذات السماكات المختلفة لتقليل التشوه الحراري.
✅ قاعدة بيانات المعلمات : إنشاء أفضل مجموعات الطاقة والسرعة وضغط الغاز المقابلة لسمك المواد المختلفة.
✅ الصيانة الدورية : تنظيف المسار البصري، استبدال الفوهات، للحفاظ على استقرار القطع.

الخاتمة

تتطلب عملية القطع بالليزر إيجاد التوازن الأمثل بين السرعة والدقة وجودة الحافة. من خلال الاختيار الصحيح لنوع الليزر ومعلمات الغاز وسرعة القطع، والتحسين المستمر لإعدادات الجهاز، يمكن تحسين كفاءة المعالجة وجودة المنتج بشكل كبير. القطع بالليزر HoneybeeCNC توفر المعدات، بفضل استقرارها العالي ونظام التحكم الذكي، أفضل الحلول لمختلف أعمال معالجة المعادن.

إذا كنت بحاجة إلى استشارة فنية أكثر تفصيلاً حول القطع بالليزر، فلا تتردد في الاتصال بنا!