لطفا منتظر بمانید

برش لیزری مس

برش لیزری مس

برش لیزری آهن و استیل یکی از کاربردهای اصلی دستگاه لیزر CO2 به شمار می رود. با این وجود، استفاده از این دستگاه جهت برش فلزات براق توصیه نمی شود. لیزر فایبر دارای طول موجی حدود 1.07 میکرون بوده و در مقایسه با طول موج دستگاه لیزر CO2 که 10.6 می باشد، کمتر منعکس شده و در نتیجه جذب آن توسط مواد، بهتر صورت می گیرد. در واقع، طول موج کوتاه تر به صورت متمرکز بر روی مواد تابیده شده و نفوذ آسان تر صورت می گیرد. در ادامه به بررسی برش لیزری فلزات براق اشاره شده است.

فلزات براق کدام دسته از فلزات هستند؟

مس، برنج، برنز، نقره، طلا و آلومینیوم در حالت جامد به شدت نسبت به پرتوی مادون قرمز حساس بوده و آن را به مقدار زیادی بازتاب می کنند. با این حال، آلومینیوم را جز فلزات براق مناسب برش لیزری فایبر در نظر نمی گیرند. 

چرا برش فلزات براق (مانند مس و برنج) چالش بر انگیز است؟

آن چه برش این مواد را دشوار می سازد، قدرت جذب کم اشعه مادون قرمز آن ها می باشد. به عبارتی مس و آلیاژهای متفاوت آن بازتابنده های بسیار خوب پرتو لیزر به شمار می آیند. مس خالص در حالت جامد نزدیک به 95% از پرتوی لیزر را بازتاب می کند. قدرت بازتاب این مواد در حالتی که فلز حرارت دیده و گرم می شود به شدت بالا رفته و به محض آب شدن آن به شدت کاهش می یابد. قدرت بازتاب اشعه لیزر فلز مس در حالت مذاب به کمتر از 70% می رسد. در حقیقت، فلزات براق در حالت مذاب به میزان قابل توجهی اشعه لیزر را جذب می کنند. 

مشکلات رایج در هنگام برش لیزری فلزات براق

با انتخاب دستگاه لیزر، آینه ها و روش برش مناسب و بهینه، پرتوی لیزر به سرعت سطح فلزات بازتابنده را ذوب کرده و با حالت مذاب آن ها که قدرت جذب بالاتری دارند، تماس برقرار کرده و به راحتی آن را برش  می دهد. در حالی که، تنیطمات اشتباه دستگاه لیزر یا استفاده از پارامترهای غیر بهینه ممکن است منجر به تابیده شدن بیش از حد اشعه لیزر بر روی فلز براق جامد و در نتیجه بازتاب مقدار زیادی نور شود. بازتاب بیش از حد موجب نا کارآمد شدن برش لیزری و آسیب زدن به آینه ها می شود. مرحله مهم و بحرانی در برش فلزات بازتابنده و براق، شروع فرایند برش و تماس اشعه با فلز براق می باشد. در واقع بعد از این مرحله، لیزر با حالت مذاب  فلز تماس داشته که قدرت بازتاب کمتری دارند. 

فاکتورهای مهم در برش لیزری موفق فلز مس کدام ها هستند؟

فاکتورها و عوامل زیر برای برش لیزری مس توسط لیزر فایبر اهمیت بسیاری دارند:

-سرعت برش:
برای جلوگیری از هرگونه خطر و یا قطع احتمالی فرایند برش بهتر است تا سرعت برش فلزات براق کم بوده و  فلز با مقدار بیشتری انرژی گرم شده تا برش لیزری با نتیجه بهتری صورت بگیرد. بهتر است برای شروع کار با کمترین سرعتی که فرایند برش پشتیبانی می کند شروع نمایید. همچنین لازم است تا زمان کافی به اشعه داده شود تا عملیات برش به دقت انجام شود. 
-نقطه تمرکز اشعه لیزر:
برای برش یا سوراخ کردن فلز مس، نقطه تمرکز پرتوی لیزر را تا حد امکان نزدیک به سطح رویی فلز قرار دهید. به این وسیله مقدار کمتری از سطح این فلز در ابتدای فرایند برش با پرتوی لیزر در تماس بوده که در نتیجه حداکثر تراکم این اشعه، ذوب شدن مس با سرعت بیشتری صورت می گیرد. 

-تنظیم قدرت:
با استفاده از حداکثر قدرت در دسترس برای برش و سوراخ کردن مس، این فلز زمان کمتری  با سرعت بیشتری از حالت جامد (قدرت بازتاب زیاد) به حالت مایع (قدرت جذب بالا) تبدیل می شود. جدول زیر می تواند راهنمای مناسبی برای شروع برش لیزری مس باشد:

ضخامت فلز مس 0.04 inch
1 mm
0.06 inch
1.5 mm
0.08 inch
2 mm
0.12 inch
3 mm
0.16 inch
4 mm
0.25 inch
6 mm
کمترین میزان قدرت مورد نیاز 1000 W 1000 W 1500 W 2000 W 3000 W 4000 W
-گاز برش:
در هنگام برش یا سوراخ کردن فلز مس، معمولا برای افزایش قدرت برش بر حسب ضخامت فلز از گاز اکسیژن  فشار قوی (100-300 psi) استفاده می شود.  در واقع در هنگام استفاده از گاز اکسیژن، اکسید مس تشکیل شده بر روی سطح فلز موجب کمتر شدن قدرت بازتاب آن می گردد.
در مقایسه با روش های برش سنتی، برش لیزری فلزات غیر آهنی و براق سریع تر و دقیق تر صورت می گیرد. صنعتگران در حوزه تولید محصولات و قطعات مسی با به کارگیری پرتوی لیزر باعث بهبود کارایی و تولید محصولاتی ظریف در این حوزه شده اند. فلز مس در صنایع و مشاغل فراوانی کاربرد دارد که عبارتند از: مجسمه سازی، تابلوسازی، وسایل و لوازم آشپزخانه، صنعت نفت و گاز، کشتی سازی، ساختمان سازی، صنعت برق، تجهیزات ورزشی و توانبخشی، تجیزات و ابزارهای پزشکی و ....