Marrëdhënia e ndikimit midis gjatësisë së fokusit dhe lartësisë së duzës në efektin e prerjes

Në proceset e prerjes me laser, gjatësia e fokusit dhe lartësia e duzës janë dy parametra kyç të procesit që lidhen ngushtë me njëri-tjetrin. Ata ndikojnë direkt në shpërndarjen e energjisë së lasereve, stabilitetin e pllakës së shkrirë, performancën e gazit ndihmës dhe cilësinë përfundimtare të prerjes. Përputhja e duhur e pozicionit të fokusit dhe lartësisë së duzës është një kusht themelor për garantimin e stabilitetit të prerjes dhe cilësisë së skajit të prerë.

I. Përkufizimi bazë dhe funksioni i gjatësisë së fokusit

Gjatësia fokale i referohet distancës midis thjerrëzës së fokusimit dhe pozicionit ku rrezja laser formon pikën më të vogël pasi kalon nëpër sistemin optik. Në proceset e prerjes, pozicioni fokal zakonisht merret si referencë sipërfaqja e copës punuese si pikë zero dhe mund të klasifikohet në fokus pozitiv, fokus zero dhe fokus negativ.

Pozicioni fokal përcakton shpërndarjen e dendësisë së energjisë së lasereve në sipërfaqen e materialit ose brenda materialit, duke ndikuar direkt në aspektet e mëposhtme:

Aftësia fillestare e shkrirjes

Thellësia dhe morfologjia e pllakës së shkrirë

Gjerësia e prerjes dhe koniciteti

Madhësia e zonës së prekur nga nxehtësia

Devijimi i tepërt i pozicionit fokal mund të rezultojë në dendësi të pamjaftueshme ose të papajtueshme energjie, çka çon në prerje të paplotë, ngjitje slagu ose sipërfaqe prerjesh të rugurta.

II. Përkufizimi Bazë dhe Funksioni i Lartësisë së Dyshekut

Lartësia e duzës i referohet distancës vertikale midis majës së duzës dhe sipërfaqes së copës punuese dhe zakonisht kontrollohet në kohë reale nga një sistem për vëzhgimin e lartësisë. Funksioni kryesor i lartësisë së duzës gjendet në gjendjen e rrjedhës së gazit ndihmës dhe stabilitetin e rrjedhës së ajrit në zonën e prerjes.

Një lartësi e përshtatshme e duzës mund të:

Sigurojë një rrjedhë të qëndrueshme dhe aksisimetrike të gazit ndihmës

Përmirësojë efikasitetin e heqjes së metalit të shkrirë

Zvogëlojë mbetjet e kallamit brenda prerjes

Minimizojë ndikimin e shkëndërave mbi sistemin optik

Nëse lartësia e duzës është shumë e madhe, rrjedha e gazit shpërndahet dhe aftësia e heqjes së slagut zvogëlohet. Nëse lartësia e duzës është shumë e vogël, mund të shkaktojë goditje të duzës, ngjitje të shkëndërimeve dhe turbulencë të rrjedhës së ajrit.

III. Marrëdhënia e Kopjimit Midis Gjatësisë së Fokusit dhe Lartësisë së Duzës

Gjatësia e fokusit dhe lartësia e duzës nuk janë parametra të pavarur. Në proceset aktuale të prerjes, ekziston një marrëdhënie e qartë kopjimi midis tyre.

Ndikimi i Ndryshimeve të Pozicionit të Fokusit në Lartësinë Optimale të Duzës

Kur pozicioni fokal zhvendoset poshtë (fokus më i thellë negativ), pula e shkrirë zgjatet më tej brenda materialit. Në këtë rast, lartësia e duzës zakonisht duhet të zvogëlohet në mënyrë të përshtatshme për të rritur efektin direkt të gazit ndihmës mbi metalin e shkrirë.

Ndikimi i Ndryshimeve të Lartësisë së Duzës mbi Përdorimin e Energjisë Fokale

Ndryshimet e lartësisë së duzës ndikojnë në shpërndarjen e presionit të gazit, duke ndryshuar në mënyrë tërthore morfologjinë e pulës së shkrirë dhe zonën e interaksionit lazer–material, duke ndikuar kështu në përdorimin efektiv të energjisë fokale.

Ndikimi i Përputhjes së Parametrave mbi Stabilitetin e Prerjes

Përputhja e papërshtatshme e gjatësisë fokale dhe lartësisë së duzës mund lehtësisht të shkaktojë pasiguri të pulës së shkrirë gjatë prerjes, gjë që mund të shfaqet si striacione periodike të boshllëqit, ngjitje slagësh në fund ose ndërprerje prerjesh.

IV. Karakteristikat e Përputhjes së Parametrave në Kushte të Ndryshme Materiale
Prerja e Fletave të Hola

Përdoret zakonisht një fokus i afërt me zero ose pak pozitiv, i kombinuar me një lartësi të vogël ngushtore, për të arritur një prerje të ngushtë dhe shpejtësi të lartë prerjeje.

Prerja e Plakave të Mesme dhe të Trash

Prerja me fokus negativ përdoret zakonisht, me një lartësi më të ulët ngushtoreje për të rritur thellësinë e pllakës shkrirë dhe aftësinë e largimit të slagut me gaz ndihmës.

Prerja e Materialeve me Reflektueshmëri të Lartë

Kërkohet kontroll i saktë i pozicionit të fokusit, duke ruajtur një lartësi të qëndrueshme ngushtoreje për të parandaluar fluktuacionet e energjisë dhe për të zvogëluar rrezikun e reflektimit prapa.

V. Defektet e Zakonshme të Prerjes dhe Korrelacioni i Parametrave

Prerje e paplotë: pozicioni i fokusit shumë i lartë ose lartësia e ngushtores shumë e madhe

Ngjitja e slagut në fund: fokus negativ i pamjaftueshëm ose lartësi e tepërt ngushtoreje

Gjerësi e tepërt e prerjes: fokus shumë pozitiv ose lartësi shumë e ulët ngushtoreje

Sipërfaqe e rugurt e prerjes: përputhje e gabuar e gjatësisë së fokusit dhe lartësisë së ngushtores, që rezulton në një ndërveprim të papalosur midis rrjedhës së gazit dhe pllakës shkrirë

VI. Rekomandime për Optimizimin e Procesit

Rregullimi i gjatësisë së fokusit duhet të bëhet kryesisht në bazë të trashësisë së materialit

Lartësia e dyshekut duhet mbajtur sa më afër pjesës punuese, duke garantuar sigurinë operative

Gjatë rregullimit të parametrave, gjatësia e fokusit dhe lartësia e dyshekut duhet rregulluar njëkohësisht, jo veçmas

Duhet të përdoret prerja eksperimentale për të vëzhguar formën e prerjes dhe cilësinë e sipërfaqes së prerë, me qëllim të përcaktimit gradual të kombinimit optimal të parametrave

Gjatësia e fokusit dhe lartësia e dyshekut janë parametra kyçë në prerjen me laser, të cilët ndikojnë dhe kufizojnë reciprokisht njëri-tjetrin. Përputhshmëria e tyre e saktë përcakton drejtpërdrejt efikasitetin e shfrytëzimit të energjisë së laserit, stabilitetin e pllakës së shkrirë dhe cilësinë e prerjes. Në zbatime praktike, gjatësia e fokusit dhe lartësia e dyshekut duhet rregulluar sistematikisht sipas llojit, trashësisë së materialit dhe objektivave të procesit, për të arritur rezultate prerjeje të qëndrueshme dhe të riprodushme.