Fiber laser cutter China
22

ما هي آلة قطع الليزر بالألياف؟ وكيف تعمل؟

مقدمة في آلات قطع الليزر بالألياف

تمثل آلات قطع الليزر بالألياف أوج التطور في الدقة والكفاءة في مجال تصنيع المعادن الحديث. فهي تستخدم شعاعًا ضوئيًا مركزًا من ليزر الألياف لإذابة أو حرق أو تبخير المواد، مما ينتج عنه قطع نظيفة ودقيقة. في شركة داليان هاني للمعدات المحدودة ، لدينا HoneybeeCNC تم تصميم آلات قطع الليزر بالألياف لدينا لتقديم أداء متميز في مختلف الصناعات، بما في ذلك بناء السفن، والتعدين، وآلات الهندسة.

الأساس العلمي لقطع الليزر بالألياف: كيف تعمل؟

يتضمن جوهر تشغيل آلة قطع الليزر بالألياف عدة مراحل رئيسية:

  1. توليد الليزر: يولد مصدر ليزر الألياف، المُدعّم عادةً بعناصر مثل الإيتربيوم، شعاعًا ضوئيًا عالي الكثافة.
  2. نقل الشعاع: يتم توجيه شعاع الليزر عبر كابلات الألياف الضوئية، مما يضمن الحد الأدنى من فقدان الطاقة أثناء النقل.
  3. التركيز: تركز عدسة التركيز الليزر على بقعة صغيرة جدًا وعالية الطاقة على سطح المادة.
  4. عملية القطع: يسخن شعاع الليزر المركّز المادة بسرعة إلى نقطة التبخير. في الوقت نفسه، يتم استخدام غاز مساعد محوري (مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الأرجون) لطرد المواد المنصهرة وحماية العدسة من الحطام.

استكشاف أخطاء آلات قطع الليزر بالألياف وإصلاحها

حتى مع التكنولوجيا المتقدمة، قد تنشأ بعض التحديات أثناء قطع الليزر بالألياف. إليك لمحة عن المشكلات الشائعة والحلول الفعالة:

1. القطع غير المكتمل (عدم القطع بالكامل)

الأسباب:

  • قوة الليزر غير كافية: لا يكفي خرج طاقة الليزر لسمك أو تركيب المادة.
  • إعداد التركيز غير صحيح: لم يتم تركيز شعاع الليزر بشكل صحيح على سطح المادة.
  • ضغط/نوع الغاز المساعد غير كافٍ: يمكن أن يعيق الضغط غير الكافي أو النوع الخاطئ من الغاز المساعد إزالة المواد المنصهرة.
  • سرعة القطع عالية جدًا: يتحرك الليزر بسرعة كبيرة جدًا لقطع المادة بفعالية.

الحلول:

  • زيادة قوة الليزر: ضبط مستوى طاقة الليزر بناءً على سمك ونوع المادة.
  • ضبط موضع التركيز: ضبط التركيز بدقة لضمان تركيز شعاع الليزر بدقة على سطح المادة.
  • تحسين الغاز المساعد: التحقق من النوع الصحيح وضغط الغاز المساعد للمادة. عادةً ما يستخدم الأكسجين للصلب الطري، بينما يستخدم النيتروجين أو الأرجون للصلب المقاوم للصدأ والألومنيوم.
  • تقليل سرعة القطع: خفض سرعة القطع للسماح للليزر باختراق المادة بفعالية.

2. تكوين الخبث (الشوائب على حواف القطع)

الأسباب:

  • سرعة القطع المنخفضة: يستمر الليزر لفترة طويلة جدًا، مما يتسبب في تراكم حرارة زائد وتكوين خبث.
  • ضغط الغاز المساعد غير صحيح: يمكن أن يؤدي الضغط المنخفض أو المرتفع جدًا إلى تكوين خبث.
  • سطح المادة الملوث: يمكن أن تتداخل الأوساخ أو الزيت أو الصدأ على المادة مع عملية القطع.

الحلول:

  • زيادة سرعة القطع: تحسين سرعة القطع لتحقيق التوازن بين الدقة وتقليل تراكم الحرارة.
  • ضبط ضغط الغاز المساعد: تجربة ضغوط غاز مساعد مختلفة للعثور على الإعداد الأمثل للقطع النظيفة.
  • تنظيف سطح المادة: تأكد من أن المادة نظيفة وخالية من الملوثات قبل القطع.

3. التشوه أو التشويه الحراري

الأسباب:

  • إدخال حرارة زائد: يمكن أن تتسبب طاقة الليزر العالية أو سرعات القطع البطيئة في ارتفاع درجة حرارة المادة وتشوهها.
  • المواد الرقيقة: المواد الأرق أكثر عرضة للتشوه الحراري.

الحلول:

  • تقليل قوة الليزر: خفض طاقة الليزر مع الحفاظ على أداء القطع الكافي.
  • زيادة سرعة القطع: سرعة القطع الأسرع تقلل من تراكم الحرارة.
  • استخدام القطع النبضي: تنفيذ القطع النبضي لتقليل إدخال الحرارة المستمر.
  • التثبيت: استخدام المشابك أو التركيبات لتأمين المادة ومنع التشوه.

توصيات طاقة الليزر لمختلف المواد

يعد اختيار طاقة الليزر المناسبة أمرًا بالغ الأهمية للقطع الفعال. فيما يلي دليل عام للمواد المختلفة وسمكها:

المادة السمك (مم) طاقة الليزر الموصى بها (واط) سرعة القطع (م/دقيقة) الغاز المساعد
الصلب الطري 1-3 500-1000 10-20 أكسجين
الصلب الطري 4-6 1000-2000 5-10 أكسجين
الصلب الطري 8-12 ٣٠٠٠-٤٠٠٠ ٢-٥ أكسجين
ستانلس ستيل 1-3 1000-2000 ٦-١٢ Nitrogen/Argon
ستانلس ستيل 4-6 ٢٠٠٠-٣٠٠٠ ٣-٦ Nitrogen/Argon
ستانلس ستيل ٨-١٠ ٤٠٠٠-٦٠٠٠ 1-3 Nitrogen/Argon
ألومنيوم 1-3 1000-2000 ٥-٨ Nitrogen/Argon
ألومنيوم 4-6 ٣٠٠٠-٤٠٠٠ ٣-٥ Nitrogen/Argon
ألومنيوم 8-12 ٦٠٠٠+ ١-٢ Nitrogen/Argon

ملاحظة: هذه القيم تقريبية وقد تختلف بناءً على درجات المواد المحددة، وتكوينات الماكينة، وجودة القطع المطلوبة.