المدونة

في صناعة التصنيع اليوم، آلات القطع بالليزر الليفي أصبحت أداة أساسية لمعالجة المعادن. ومن بينها، آلة قطع ليزر الألياف بقدرة 2 كيلو وات تتميز هذه التقنية بتوازنها بين القوة والكفاءة والفعالية من حيث التكلفة. ولكن كيف تعمل بالضبط، ولماذا تعتمد عليها العديد من ورش العمل؟

1. مبدأ توليد الليزر

مصدر الضوء: يُستخدم كابل ألياف بصرية مُشبَّع بالإيتربيوم أو عناصر أرضية نادرة أخرى كوسط كسب. يُثير مصدر مضخة أشباه الموصلات (مثل ليزر ثنائي) أيونات العناصر الأرضية النادرة داخل الألياف، مما يُسبب انتقالات عالية الطاقة، ويُطلق ضوءًا بطول موجي مُحدد (عادةً ما يكون ضوءًا قريبًا من الأشعة تحت الحمراء عند 1070-1080 نانومتر).

مضخم الألياف:

ينعكس الليزر بشكل متكرر ويتم تضخيمه داخل الألياف المرنة، مما يشكل شعاع ليزر مستمر أو نبضي عالي الكثافة والطاقة وعالي الجودة.

2. نقل الليزر والتركيز

نقل الألياف:

يتم نقل الليزر عبر الألياف المرنة إلى رأس القطع، مما يلغي الحاجة إلى أنظمة المرآة المعقدة (على عكس ليزر ثاني أكسيد الكربون)، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من فقدان الطاقة (<5٪) وملاءمتها للنقل لمسافات طويلة.

نظام التركيز:

تعمل العدسات المتوازية والعدسات المركزة (العدسات غير الكروية عادةً) داخل رأس القطع على تركيز شعاع الليزر في بقعة صغيرة للغاية (يبلغ قطرها حوالي 0.01–0.1 مم)، مما يحقق كثافات طاقة تبلغ 10⁶–10⁸ واط/سم².

3. آلية قطع المواد

العمليات الفيزيائية الرئيسية في قطع المعادن:

الامتصاص والتسخين:

تتمتع الأسطح المعدنية بمعدلات امتصاص عالية لأطوال موجات الليزر الليفي (خاصة للمواد شديدة الانعكاس مثل النحاس والألومنيوم؛ ويمكن للطلاءات المضادة للانعكاس أن تعمل على تعزيز الكفاءة بشكل أكبر).

يتم امتصاص الطاقة الضوئية بواسطة الإلكترونات وتحويلها إلى طاقة حرارية، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية للمادة على الفور إلى نقطة الانصهار أو نقطة الغليان (على سبيل المثال، حوالي 1500 درجة مئوية للصلب).

الذوبان والتبخر:

قطع الذوبان (مناسب للفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ): تعمل طاقة الليزر على إذابة المادة، ثم تعمل الغازات المساعدة (مثل النيتروجين والأكسجين) على نفخ المعدن المنصهر.

القطع بالتسامي (مناسب للصفائح الرقيقة أو متطلبات الدقة العالية): يقوم الليزر بتبخير المادة مباشرة دون الحاجة إلى غازات مساعدة (مثل المعادن أو اللافلزات الرقيقة للغاية).

دور الغازات المساعدة:

الأكسجين (O₂): يتفاعل طاردًا للحرارة مع المعدن المنصهر (الأكسدة)، مما يؤدي إلى تسريع عملية القطع وتحسين جودة الأسطح المقطوعة بالفولاذ الكربوني، ولكن قد ينتج طبقة أكسيد.

النيتروجين (N₂): حماية خاملة، تمنع الأكسدة، مناسبة للمواد التي تتطلب قطعًا نظيفًا مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم.

تشكيل اللحام المقطوع:

يتحرك شعاع الليزر بالنسبة للمادة (يتم التحكم فيه بواسطة نظام CNC) لتشكيل خط قطع مستمر.

الضبط الديناميكي لموضع التركيز (على سبيل المثال، رأس القطع بالتركيز التلقائي) لاستيعاب سماكات المواد المختلفة.

4. نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) والتحكم في الحركة

التحكم في الحاسب الآلي:

يتم تحويل مسارات القطع المحددة مسبقًا (على سبيل المثال، ملفات DXF) بواسطة الكمبيوتر إلى أوامر حركة ميكانيكية، مما يؤدي إلى تشغيل محركات المؤازرة للتحكم في حركة رأس القطع أو طاولة العمل (محاور X/Y/Z).

الدقة الديناميكية:

تضمن المسارات الإرشادية عالية الدقة والمحركات الخطية دقة تحديد المواقع (±0.05 مم) بسرعات قطع تصل إلى 50 مترًا في الدقيقة.

5. مزايا وعيوب طاقة 2 كيلو واط

المزايا:

يمكن قطع المواد الأكثر سمكًا (على سبيل المثال، الفولاذ الكربوني ≤ 20 مم، الفولاذ المقاوم للصدأ ≤ 12 مم، الألومنيوم ≤ 10 مم).

سرعة أكبر (30% إلى 50% أسرع من جهاز الليزر بقوة 1 كيلو وات).

استهلاك أقل للطاقة (كفاءة التحويل الكهروضوئي 30% - 50%، وهي أعلى بكثير من ليزر ثاني أكسيد الكربون بنسبة 10%).

القيود:

تتطلب المواد ذات الانعكاس العالي (مثل النحاس والذهب) معالجة خاصة (على سبيل المثال، ضبط تردد النبضة).

قد تتطلب المواد السميكة للغاية (على سبيل المثال، الفولاذ الكربوني >25 مم) قطعًا متعددة أو طرقًا بديلة مثل القطع بالبلازما/اللهب.

6. المكونات والتقنيات الرئيسية

ليزر الألياف: ليزر الألياف أحادي الوضع أو متعدد الأوضاع بقوة 2 كيلو وات من علامات تجارية مثل IPG وSPI.

رأس القطع: علامات تجارية مثل Precitec وRaytools، بما في ذلك العدسات الواقية، وفوهات الغاز، وأنظمة ضبط الارتفاع السعوية.

نظام التبريد: تحافظ الوحدات المبردة بالماء على درجة حرارة الليزر ثابتة (±1 درجة مئوية).

نظام إزالة الغبار: تتعامل أجهزة التهوية أو الترشيح مع أبخرة القطع.

7. سيناريوهات التطبيق النموذجية

الصناعات: معالجة الصفائح المعدنية، وقطع غيار السيارات، والفضاء الجوي، والأجهزة الإلكترونية، وما إلى ذلك.

المواد: الفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك الألومنيوم، النحاس، سبائك التيتانيوم، الخ.

أنواع المعالجة: القطع المسطح والحفر والقطع المحيطي غير المنتظم.

تمت الترجمة باستخدام DeepL.com (النسخة المجانية)

ملخص:

تستخدم آلة القطع بليزر الألياف بقدرة 2 كيلوواط أشعة ليزر ألياف عالية الطاقة، وأنظمة بصرية دقيقة، وتقنية التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) لتحقيق قطع فعال ودقيق للمواد المعدنية. تكمن مزاياها الأساسية في كثافة الطاقة العالية، وانخفاض استهلاكها للطاقة، وانخفاض تكاليف صيانتها، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لمعالجة الصفائح المعدنية متوسطة السُمك. في التطبيقات العملية، يجب ضبط الطاقة، وموضع التركيز، ونوع الغاز المساعد وفقًا لخصائص المادة لتحسين جودة القطع.

إذا كان لديك المزيد من الأفكار، يرجى الاتصال بنا!

هاتف: +86 -18855551088

بريد إلكتروني: Info@Accurl.com

واتساب/جوال: +86 -18855551088