3.7/5
3رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

انواع روش های برشکاری ورق ها

روش برشکاری ورق از نقطه نظرهای گوناگون از قبیل هزینه تمام شده، صرفه اقتصادی، دقت و تلرانس برش، امکانات موجود و … قابل مقایسه با یکدیگر هستند. بزرگ ترین دلایل استفاده از لیزر در صنعت برشکاری برای تولید ورق برشی دقت ابعادی بالا، سرعت بالای برش، غیر تماسی بودن فرایند و بازه گستره ضخامت ورق (۲۵/۰ الی ۲۰ میلی متر) می باشد. در این روش با متمرکز شدن پرتوی لیزر در یک ناحیه بسیار باریک و تمرکز انرژی گرمایی در آن ناحیه، از گرم شدن اضافی دیگر مناطق قطعه جلوگیری نموده و در نتیجه ناحیه بسیار کوچک متاثر از حرارت در حدود ۱۵/۰-۰۵/۰ میلی متر ایجاد می شود. با توجه به این که در دیگر روش های برش کاری حرارتی برای تولید ورق برشی ( پلاسما، شعله و …) منطقه وسیعی از قطعه تحت تاثیر انرژی حرارتی قرار گرفته و مقادیر بیشتری از قطعه در هنگام برش کاری به عنوان شیار از بین می رود، استفاده از این روش در صنعت روز به روز افزون می گردد. روش های تولید مختلف این محصول بر قیمت ورق برشی تاثیرگذار خواهد بود.

امروزه روش های متداول برای تولید ورق برشی عبارتند از:

  • لیزر
  • قالب برش
  • پلاسما
  • باربرداری جزئی
  • جت سیال ساینده
  • تخلیه الکتریکی
  • فرز
  • برش با تیغه
  • برش شعله ای
  • آلتراسونیک

ویژگی های کیفیت برشکاری لیزر

مزایای فرایند برش لیزری برای تولید ورق برشی و سپس کیفیت برشی لیزری جداگانه در این قسمت آورده شده است.

مزایای فرایند برش لیزری به شرح زیر است.

برش لیزری یکی از سریع ترین فرایندهای برش به شمار می رود.

برش ها می توانند دارای مسیرها و منحنی های پیچیده باشد.

قابلیت تطبیق پذیری خوبی با سیستم های کنترل کامپیوتری و اتوماتیک دارد.

سایش ابزار در این فرایند صفر است چون در عمل تماس مکانیکی ندارد.

آلودگی صوتی در این فرایند بسیار کم است.

نیازی به گیره بندی قطعه کار نیست.

فرایند قابلیت انعطاف پذیری خوبی دارد.

برش به صورت چند لایه ورق روی هم و توده ای هم می تواند انجام شود. اما باید توجه شود که ورق ها به هم جوش نخورند.

گستره وسیعی از مواد را می توان توسط این روش برش داد. این مواد می توانند ترد، شکننده، رسانای الکتریکی یا نارسانا، سخت یا نرم باشند. البته در برش مواد با انعکاس بالا مثل مس و آلومینیم نیاز به لیزرهای با توان مناسب و جذب پرتو مناسب توسط فلز است.

ورق برشی

ویژگی های برش لیزر در مقایسه با سایر روش ها برای تولید ورق برشی

پهنای شیار بسیار باریک است و سبب کاهش اتلاف ماده می شود از این رو محدودیت های شعاع های داخلی ابزار را در این روش موجود ندارد.

مانند روش های مکانیکی که براده های اضافی بر جای می گذارد براده مشاهده نمی شود.

ناحیه متاثر از حرارت بسیار کمی در حد کمتر از ۵/۰ میلی متر در این روش مشاهده می شود. از این رو در این روش اعوجاج ناشی از حرارت بسیار کم است.

لبه های برش بسیار صاف و تمیز هستند و نیاز به عملیات مجدد ندارند و عمل جوشکاری بعد از این فرایند امکان پذیر است.

برخلاف سایر فرایندهای برش گرایی برای تولید ورق برشی لبه ها می توانند تیز و چهارگوش باشند.

برش های کور در این روش بر روی مواد مانند چوب قابل انجام است.

عمق برش در این روش محدود و بستگی زیاد به توان خروجی لیزر مورد نظر دارد.

قیمت ورق فولادی

شرح فرایند برشکاری با لیزر

برش با لیزر برای تولید ورق برشی یک فرایند گرمایی است که در آن یک اشعه لیزر متمرکز برای ذوب ماده در یک ناحیه مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش یک جت گاز مواد را از ناحیه برش بیرون زده و محل کار را تمیز می کند و یک برش پیوسته به وسیله حرکت اشعه لیزر و کنترل ناحیه کار با دستگاه های ماشین کاری کنترل مرکزی ایجاد می شود و با خروج این مذاب توسط گاز کمکی ادامه می یابد.

در این فرایند برای خروج مذاب از شیار برش ورق برشی از گازهای خنثی مثل آرگون یا گازهای فعال مثل اکسیژن استفاده می شود. مزیت استفاده از گاز اکسیژن در آزاد کردن انرژی و کم کردن کشش سطحی است که باعث می شود سرعت برش تا حد قابل قبولی بالا برود.

در طرف مقابل با به کارگیری گاز خنثی دیگر از انرژی اضافی اکسیداسیون خبری نیست و صرفا این پرتو لیزر است که فرایند مذاب سازی سطح در حال برش را بر عهده دارد. به طور معمول فشارهای گازهای خنثی برای برشکاری خیلی بیشتر از فشار گازهای فعال مثل اکسیژن است.

انواع روش های برشکاری

برشکاری توسط لیزر برای تولید ورق برشی به روش های مختلفی انجام می شود.

  • برش تبخیری

در این روش پرتو متمرکز شده نخست سطح قطعه را تا نقطه جوش گرم کرده و یک حفره راهنما ایجاد می کند. حفره به سبب بازتاب های متعدد یک افزایش ناگهانی در قابلیت جذب ایجاد می کند. و قطعه سریعا گرم می شود و در این هنگام بخار تشکیل می شود و آزاد می شود.

در این روش برای تولید ورق برشی، لیزر فراهم کننده گرمای نهان است تا ماده به دمای تبخیر برسد و به حالت بخار جدا شود. جدایش ماده در این روش به دلیل تغییر فاز مستقیم به بخار است و بنابراین کیفیت برش بسیار بالا است. در این روش مناسب مواد با هدایت حرارتی کم و گرمای تبخیر کم مانند پلیمرها، مواد آلی، کاغذ و پارچه است.

برش تبخیری ورق

  • برش به روش ذوب و دمش برای تولید ورق برشی

در برش به روش ذوبی پرتو لیزر با طی مسیری به صورت مستقیم یا منحنی بر روی قطعه حرکت می کند. جذب انرژی از پرتو با شدت بالا سبب ذوب فلز شده و شیار برش ایجاد می شود . معمولا از یک نازل مخروطی و هم محور با پرتو لیزر جهت گاز کمکی استفاده می شود.

فشار گاز در این روش بالاست و سبب ایجاد نیرویی برای خروج مذاب از شیار برش می شود. مذاب به صورت عمودی از پایین شیار برش به حالت قطره ای خارج می شود و در این روش در بعضی از موارد مذاب به زیر سطح برش می چسبد. چون تغییر فاز در این روش از جامد به مذاب است بنابراین نسبت به روش تبخیری انرژی کمتری مورد نیاز است.

  • برش به روش ذوبی همراه با دمش گاز اکسیژن برای تولید ورق برشی

در این فرایند قسمت جلوی برش به منطقه بسیاری از فعالیت ها تبدیل می شود. گازی که از میان بریدگی عبور می کند نه تنها مذاب را به خارج از شیار نمی راند بلکه با آن واکنش می دهد. مقداری انرژی که از واکنش سوختن در این فرایند آزاد می شود متغیر و وابسته به جنس است. به عنوان مثال برای فولادها ۶۰ درصد، و برای مواد واکنش پذیری مانند تیتانیوم در حدود ۹۰ درصد است.

از این رو سرعت برش در این روش برای تولید ورق برشی از حالت معمولی با گاز خنثی بیشتر است. البته شایان ذکر است استفاده از گاز اکسیژن برای همه مواد امکان پذیر نیست. به عنوان مثال در ورق تیتانیوم به دلیل افزایش بیش از حد انرژی ورودی به ورق عرض برش زیاد و سوختگی دیواره ها را در بر دارد.

علاوه بر آن اکسیژن وجود بر روی لبه باعث ایجاد سختی و مستعد ترک برداشتن است. در صورتی که استفاده از گاز اکسیژن برای فولاد نرم سبب سیالیت مذاب و خروج راحت تر آن از شیار برش می شود.

  • برش با شکست کنترلی

در این روش پرتو لیزر یک تنش مکانیکی در محل برخورد با قطعه ایجاد می کند که سبب می شود ماده به صورت قابل کنترل در امتداد پرتو لیزر بشکند، جداسازی ماده توسط رشد ترک و در امتداد پرتو لیزر ایجاد می شود. پرتو برخوردی با قطعه در نقطه متمرکز سبب انبساط و ایجاد تنش های کششی می شود که این تنش ها با ایجاد یک تمرکز تنش در امتداد مسیر پرتو لیزر سبب شکست می شوند.

انرژی مورد نیاز در این روش از سه روش قبلی ذکر شده کمتر است چون نیاز به ذوب یا تبخیر ماده نیست و همچنین در این روش سرعت برش بالاست و لبه های برش تیز و صاف ایجاد می شوند. موارد استفاده این روش در مواد ترد نظیر سرامیک ها، شیشه ها، سیلیکون ها و اکسید آلومینیم است.

برش لیزری ورق

  • برش سرد

در این روش از یک پالس بسیار کوتاه در حدود پیکو ثانیه با چگالی توان بسیار بالا در محدوده فرا بنفش استفاده می شود که سبب شکستن انرژی پیوند مواد می شود و آثار حرارتی بر جای نمی گذارد. انرژی هر فوتون در محدوده فرا بنفش ۹/۴ الکترون ولت است که این مقدار با انرژی پیوند بسیاری از مواد آلی برابری دارد. بنابراین با برخورد یک فوتون با یک پیوند آن پیوند از بین می برد و اگر تعداد فوتون های برخوردی به قطعه به تعداد پیوندهای ماده باشد می توان پدیده برش را بدون آثار حرارتی ایجاد کرد.

  • حکاکی کردن

حکاکی فرایندی است برای ایجاد خطی از حفره ها که می تواند عمیق یا سطحی باشد. در این روش از پالس ها با چگالی انرژی بالا برای برداشتن مواد به صورت بخار استفاده می شود.

پارامترهای موثر در برشکاری لیزر

عوامل موثر برشکاری لیزر به چهار دسته تقسیم می شوند:

خواص پرتو: قطر تمرکز، توان، پیوسته یا پالسی بودن، قطبش، طول موج

خواص جابجایی: سرعت، موقعیت های کانونی

خواص گاز: سرعت جت، موقعیت نازل، شکل و همراستایی، ترکیب گازها

خواص مواد: مشخصات اپتیکی، مشخصات گرمایی

[vc_row][vc_column][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_message message_box_style=”outline” message_box_color=”pink” icon_fontawesome=”fa fa-arrow-circle-o-down”]

مشاهده نسخه pdf مقاله : انواع روش های برشکاری ورق

[/vc_message][/vc_column][/vc_row]

۳٫۷
۳رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • ۵عالی بود
  • ۳خوب بود
  • ۲معمولی بود
  • ۱بد بود

پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید

1

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
1

سوالات و نظرات کاربران

اختیاری

اشتراک گذاری