تجزیه و تحلیل برش لیزری برای مواد تیتانیوم

برش لیزری یک فرآیند متداول برای پردازش با دقت بالا-استتیتانیوم و مواد آلیاژ تیتانیوم. این به طور گسترده در هوافضا، دستگاه‌های پزشکی، تجهیزات شیمیایی و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شود زیرا-منطقه تحت تأثیر گرما کوچک، لبه‌های برش با کیفیت-و انعطاف‌پذیری قوی وجود دارد.

 

 

اصل فنی اصلی برش لیزر، اثر حرارتی پرتوهای لیزری با انرژی{{1} بالا و فرآیند برش تبخیر است:

 

1.یک لیزر با قدرت{1}بالا روی سطح ماده تیتانیوم هدف گرفته شده است. می تواند فورا دمای محلی را تا نقطه جوش تیتانیوم افزایش دهد و باعث بخار شدن سریع مواد و ایجاد سوراخ شود.

 

2. گاز کمکی از طریق نازل سر برش به بیرون پاشیده می شود. تیتانیوم تبخیر شده را از ناحیه برش دور می کند و هوا را خارج می کند. بنابراین از واکنش تیتانیوم با اکسیژن در دمای بالا جلوگیری می کند و اکسید تیتانیوم شکننده را تشکیل می دهد.

 

3. هنگامی که پرتو لیزر و قطعه کار نسبت به یکدیگر حرکت می کنند، سوراخ ها در طول مسیر برش کشیده می شوند و در نهایت یک سطح برش پیوسته را تشکیل می دهند.

 

 

 

خواص فیزیکی بر دشواری برش و ویژگی های فرآیند آنها تأثیر می گذارد:

 

1. واکنش پذیری بالا: تیتانیوم به راحتی با عناصری مانند O، N و H در دماهای بالا واکنش می دهد. اکسید تیتانیوم چقرمگی لبه برش را کاهش می دهد و حتی ممکن است باعث ایجاد ترک شود، بنابراین باید از محافظ گاز بی اثر استفاده کنیم.

 

2. هدایت حرارتی بالا: تیتانیوم رسانایی حرارتی کمتری نسبت به فولاد دارد، اما از فولاد ضد زنگ بالاتر است. در طول برش، گرما به راحتی به ناحیه اطراف منتقل می شود. به کنترل دقیق توان لیزر و سرعت برش نیاز دارد تا از یک منطقه تحت تأثیر حرارت بیش از حد بزرگ- جلوگیری کند.

 

3-نقاط ذوب/جوش بالا: ما به یک پرتو لیزر با چگالی انرژی بالاتر نیاز داریم. معمولاً باید لیزر فیبر را انتخاب کنیم و قطر نقطه متمرکز را بین 0.1 تا 0.3 میلی متر کنترل کنیم.

 

4. مزایای کیفیت برش: بر خلاف برش پلاسما و برش واترجت، مواد تیتانیوم برش داده شده لیزری دارای مقاطع صاف-و عمود برش هستند، می تواند الزامات اجزای-با دقت بالا را بدون سنگ زنی بعدی برآورده کند.

 

 

1. پیش تصفیه و بستن مواد

قبل از برش، لکه های روغن و فلس های اکسید را از سطح مواد تیتانیوم پاک کنید تا از ناخالصی ها بر کیفیت برش تأثیر نگذارد.

در طول برش، از جذب خلاء یا وسایل مخصوص استفاده کنید تا قطعه کار را محکم در جای خود نگه دارید تا از تغییر شکل حرارتی که باعث انحراف ابعادی نشود، جلوگیری کنید.

 

2. تفاوت بین برش صفحه ضخیم و برش صفحه نازک

صفحات نازک (3 میلی متر): سرعت برش را افزایش دهید، قدرت لیزر را کاهش دهید، و منطقه تحت تأثیر گرما{1}}را به حداقل برسانید. این می تواند برای پردازش دقیق قطعات (ایمپلنت های پزشکی) مناسب باشد.

صفحات ضخیم (10 میلی متر): قدرت لیزر باید افزایش یابد، همراه با حالت پالس برای برش قطعه ای و چندگانه. در این میان، برای اطمینان از تخلیه کامل سرباره، باید فشار گاز کمکی را افزایش دهیم.

 

 

مشکلات	علل	راه حل ها
اکسید شدن و تغییر رنگ لبه های برش	خلوص ناکافی / فشار کم گاز کمکی	از آرگون با خلوص{{0} بالا استفاده کنید. افزایش فشار گاز
برش می زند	انحراف موقعیت کانونی/سرعت بیش از حد سریع	کالیبره کردن نقطه کانونی؛ کاهش سرعت برش
گرمای بیش از حد بزرگ-منطقه را تحت تأثیر قرار داد	قدرت لیزر بیش از حد بالا / سرعت بسیار کم	بهینه سازی قدرت-تطابق سرعت؛ از لیزر پالسی استفاده کنید
تغییر شکل صفحه	غلظت گرما/ بستن ناکافی	اقدامات خنک کننده را اضافه کنید. برای تثبیت از وسایل چند{0}نقطه ای استفاده کنید