عالية الطاقة شعاع القطع من المعادن: 2 العمليات
تلقي هذه المقالة الضوء على العمليتين الرئيسيتين المتضمنتين في قطع المعادن ذات الطاقة العالية. العمليات هي: 1. قطع شعاع الالكترون 2. قطع شعاع الليزر.
عملية # 1. قطع شعاع الالكترون:
في هذه العملية ، يتم عمل شعاع الإلكترون (EB) للإلكترونات عالية السرعة ليؤثر على قطع العمل المطلوب قطعها. الإعداد هو نفسه المستخدم في لحام شعاعي الإلكترون (EBW) ، ومع ذلك فإن المدخلات الحرارية المطلوبة للقطع أعلى.
يقوم شعاع الإلكترون بتوليد الحرارة في قطعة الشغل التي تبخر المادة وتسمح للحزمة بالاخترق أعمق بتقنية keyholing. عمق الاختراق يعتمد على قوة الحزمة. في حين أنه في الـ EBW يتدفق المعدن حول ثقب المفتاح ويمتلئ بالداخل ، فيتم زيادة قطع المدخلات الحرارية بحيث لا يتم إغلاق فتحة المفتاح.
كل هذه المعادن التي يمكن لحامها بعملية EBW يمكن أن تقطع من خلال هذه العملية. تقارن جودة قطع الإطارات بشكل إيجابي مع جودة القطع في قطع الأكسجين الأسيتيلين. اعتمادا على القدرة على المناورة من العمل أو بندقية شعاع الإلكترون يمكن قص أي شكل المطلوب.
يمكن استخدام عملية EB مع ميزة تقطيع المعادن المتفاعلة مثل الزركونيوم ، التيتانيوم ، إلخ. ومع ذلك ، نظرًا لأن كمية كبيرة من الأبخرة المعدنية يتم إنتاجها أثناء عملية القطع ، وينخفض المعدن المنصهر من خلال القطع في حجرة التفريغ ، فإنه ينطوي على صعوبات كبيرة في التعامل الفعال لهذه العملية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكلفة المعدات عالية للغاية. ما لم يتم تجنب هذه العملية ، يتم استبدالها بقطع شعاع الليزر.
عملية # 2. قطع الليزر شعاع:
قطع شعاع الليزر هو عملية القطع الحراري التي تستخدم حزمة خفيفة متماسكة مركزة لإذابة المواد التي تتطلب قطع. المعدات المستخدمة هي نفسها المستخدمة في لحام شعاع الليزر. يمكن استخدام هذه العملية مع أو بدون غاز موفر خارجيًا ؛ إذا تم استخدام الأكسجين يمكن إجراء القطع بشكل أسرع في بعض المعادن بسبب الحرارة الإضافية الناتجة عن التفاعل الطارد للحرارة.
إلى جانب الأكسجين ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الغازات المساعدة الأخرى مثل الهواء المضغوط ، والهليوم ، والأرجون ، وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين بفعالية. إن التخفيضات التي تم الحصول عليها باستخدام غاز خامل تظهر حواف نظيفة غير مؤكسدة ولكن قد يكون لها معدن صلب متشبث في الجزء السفلي من القطع المقطوعة. مع الأكسجين بمساعدة قطع المواد حتى عالق هو أساسا الخبث وهو سهل الانفصال بسبب هشاشتها.
يتطلب القطع بالليزر استخدام حزمة ليزر مستمر الموجة (CW). عندما لا يتم الحصول على كثافة طاقة كافية باستخدام ليزر CW ، فإنه غالباً ما يتم زيادته باستخدام نفاثة غاز عالية السرعة. بشكل عام ، الليزر CW مع قدرة تصل إلى 1 KW وكفاءة 10٪ كافية لقطع المعادن ذات القياس الرفيع. ومع ذلك ، يتطلب تقطيع الأجزاء السميكة ، على سبيل المثال الصلب السميك 54 مم ، شعاعاً مقداره 6 KW كما هو موضح في الجدول 19.9.
الميزة الرئيسية لقطع شعاع الليزر هو أنه يمكن استخدامها في الجو العادي أو الفراغ على حد سواء بشكل فعال. يمكن حمل الحزمة عبر مسافات طويلة باستخدام أنظمة بصرية بحيث يمكن الاحتفاظ بمولد الحزم بعيدًا عن محطة العمل مما يتيح استخدام الحزمة في مواقع محدودة الوصول. إنه يوفر كثافة حرارة عالية للغاية ولا يتطلب أن تكون قطعة الشغل جزءًا من النظام الكهربائي. ومع ذلك ، فإن قطع شعاع الليزر يكون مكلفًا مقارنة بقطع غاز الوقود بالأكسجين وحتى الآن يقتصر قطع أشعة الليزر على المواد الرقيقة.
بصرف النظر عن المعادن ، يتم استخدام شعاع الليزر بنجاح لقطع البلاستيك ، القماش الصناعي والخزف. أحد الاستخدامات الرئيسية لحزمة الليزر هو قطع الخشب الرقائقي والخشب المضغوط في صناعة الأخشاب. كما تم استخدامه بكفاءة لقطع القماش لصنع الملابس واسعة النطاق. من المتوقع أن يتم استغلال قدرات قطع شعاع الليزر بشكل كامل بمجرد أن تصبح وحدات توليد الليزر متاحة بسهولة أكبر وبتكاليف معقولة.
