فرآیند برش سبک به موارد زیر تقسیم میشود:
۱. برش تبخیری:
تحت گرمایش پرتو لیزر با چگالی توان بالا، دمای سطح ماده به سرعت تا دمای نقطه جوش افزایش مییابد، که برای جلوگیری از ذوب شدن ناشی از هدایت حرارتی کافی است. در نتیجه، مقداری از ماده تبخیر شده و ناپدید میشود، در حالی که مقداری دیگر به صورت مواد پرتاب شده از پایین درز برش توسط جریان گاز کمکی به بیرون رانده میشود.
۲. برش ذوبی:
وقتی چگالی توان پرتو لیزر فرودی از مقدار مشخصی بیشتر شود، ماده درون نقطه تابش پرتو شروع به تبخیر میکند و سوراخهایی تشکیل میدهد. به محض تشکیل این سوراخ کوچک، مانند یک جسم سیاه عمل میکند و تمام انرژی پرتو فرودی را جذب میکند. سوراخ کوچک توسط یک دیواره فلزی مذاب احاطه شده است و سپس یک جریان هوای کمکی هم محور با پرتو، ماده مذاب را در اطراف سوراخ حمل میکند. با حرکت قطعه کار، سوراخ کوچک به طور همزمان به صورت افقی در جهت برش حرکت میکند تا یک درز برش تشکیل شود. پرتو لیزر همچنان در امتداد لبه جلویی این درز میدرخشد و ماده ذوب شده به طور مداوم یا ضرباندار از داخل درز به بیرون رانده میشود.
۳. برش ذوب اکسیداسیونی:
برش ذوبی عموماً از گازهای بیاثر استفاده میکند. اگر به جای آن از اکسیژن یا سایر گازهای فعال استفاده شود، ماده تحت تابش پرتو لیزر مشتعل میشود و یک واکنش شیمیایی شدید با اکسیژن رخ میدهد تا منبع حرارتی دیگری تولید شود که برش ذوبی اکسیداسیون نامیده میشود. شرح خاص آن به شرح زیر است:
(1) سطح ماده تحت تابش پرتو لیزر به سرعت تا دمای احتراق گرم میشود و سپس واکنشهای احتراق شدید با اکسیژن را تجربه میکند و مقدار زیادی گرما آزاد میکند. تحت تأثیر این گرما، سوراخهای کوچکی پر از بخار در داخل ماده تشکیل میشوند که توسط دیوارههای فلزی مذاب احاطه شدهاند.
(2) انتقال مواد احتراق به سرباره، سرعت احتراق اکسیژن و فلز را کنترل میکند، در حالی که سرعت انتشار اکسیژن از طریق سرباره برای رسیدن به جبهه احتراق نیز تأثیر قابل توجهی بر سرعت احتراق دارد. هرچه سرعت جریان اکسیژن بیشتر باشد، واکنش شیمیایی احتراق و سرعت حذف سرباره سریعتر است. البته، هرچه سرعت جریان اکسیژن بیشتر باشد، بهتر است، زیرا سرعت جریان خیلی سریع میتواند باعث خنک شدن سریع محصولات واکنش، یعنی اکسیدهای فلزی، در خروجی درز برش شود که این امر نیز برای کیفیت برش مضر است.
(3) بدیهی است که در فرآیند برشکاری ذوب اکسیداسیون، دو منبع گرما وجود دارد، یعنی انرژی تابش لیزر و انرژی حرارتی تولید شده توسط واکنش شیمیایی بین اکسیژن و فلز. تخمین زده میشود که گرمای آزاد شده توسط واکنش اکسیداسیون در طول برش فولاد حدود 60٪ از کل انرژی مورد نیاز برای برش را تشکیل میدهد. بدیهی است که استفاده از اکسیژن به عنوان گاز کمکی میتواند سرعت برش بالاتری را در مقایسه با گازهای بیاثر به دست آورد.
(4) در فرآیند برشکاری ذوب اکسیداسیون با دو منبع حرارتی، اگر سرعت احتراق اکسیژن بیشتر از سرعت حرکت پرتو لیزر باشد، درز برش پهن و ناهموار به نظر میرسد. اگر سرعت حرکت پرتو لیزر بیشتر از سرعت احتراق اکسیژن باشد، شکاف حاصل باریک و صاف خواهد بود. [1]
۴. کنترل برش شکستگی:
برای مواد شکنندهای که مستعد آسیب حرارتی هستند، برش با سرعت بالا و قابل کنترل از طریق گرمایش پرتو لیزر، برش شکستگی کنترلشده نامیده میشود. محتوای اصلی این فرآیند برش، گرم کردن ناحیه کوچکی از ماده شکننده با پرتو لیزر است که باعث ایجاد گرادیان حرارتی بزرگ و تغییر شکل مکانیکی شدید در آن ناحیه میشود و در نتیجه باعث ایجاد ترک در ماده میشود. تا زمانی که گرادیان حرارتی متعادل حفظ شود، پرتو لیزر میتواند ترکها را در هر جهت دلخواه هدایت کند.
زمان ارسال: سپتامبر-09-2025