فقدان فوهة ماكينة القطع بالليزر في عدة حالات شائعة

في عملية القطع بالليزر الليفي، تُعدّ الفوهة من المواد الاستهلاكية بالغة الأهمية والحساسية. ويؤثر فقدانها بشكل مباشر على جودة القطع، واستهلاك الغاز، وتكاليف الإنتاج. وتشمل الأسباب الشائعة لفقدان الفوهة الحالات التالية:

التأثير المادي والتآكل (هذا هو السبب الأكثر شيوعًا ومباشرة للتآكل والتمزق).

1. الاصطدام باللوحة:في عملية التغذية والتفريغ، والتثقيب (خاصة تناثر الخبث أثناء التفجير وتثقيب الصفائح السميكة)، أو تحديد موضع أداة الآلة / إيجاد الحافة، يصطدم الوجه النهائي للفوهة مباشرة بالصفيحة، مما يؤدي إلى تشوه أو خدش أو شق.

2. الاصطدام بالتركيبات:أثناء حركة رأس القطع، بسبب مسار البرمجة الخاطئ أو الانحراف الصفري لأداة الماكينة، قد تصطدم الفوهة بالتركيب.

3. الاستخدام طويل الأمد:حتى في حالة عدم وجود تصادم عنيف، في عملية القطع عالية السرعة على المدى الطويل، سيستمر التدفق عالي السرعة لغاز القطع (خاصة مع جزيئات معدنية صغيرة) في جرف الجدار الداخلي للفوهة، مما يؤدي إلى التوسع التدريجي للفتحة، وعدم استدارتها، مما يؤثر على مجال تدفق الغاز.

عواقب:إن مجال تدفق غاز القطع غير منتظم، مما يؤدي إلى سطح قطع خشن، وتراكم الخبث، وزيادة النتوءات في الأسفل، وحتى عدم القدرة على القطع.

تناثر الخبث وانسداده

أثناء عملية القطع، تلتصق رذاذات المعدن المنصهر بالجدار الداخلي أو الوجه النهائي للفوهة.

1. الالتصاق بالجدار الداخلي:عند قطع الصفائح المجلفنة أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو الصفائح المطلية، يسهل تناثر الخبث اللزج المتولد والتصاقه بالجدار الداخلي لفتحة الفوهة، ويتراكم تدريجياً مما يقلل من الفتحة ويؤدي إلى تدفق هواء غير متماثل.

2. الالتصاق بالسطح النهائي:يتراكم الخبث على الوجه السفلي للفوهة، مما يغير المسافة من الفوهة إلى الصفيحة (ارتفاع الفوهة) ويؤثر على تأثير ديناميكيات الغاز.

3. انسداد كامل:في الحالات الشديدة، قد يؤدي الخبث إلى انسداد الفوهة تمامًا، وانقطاع تدفق الهواء، مما يؤدي إلى فشل فوري في القطع وقد يتسبب في احتراق الفوهة.

عواقب:يؤدي عدم استقرار القطع، وضعف جودة المقاطع، والتوقف المتكرر للتنظيف، إلى انخفاض كفاءة الإنتاج.

التلف الحراري والاستئصال

1. الاستئصال الحراري بدرجة حرارة عالية:

• الاستئصال بالثقب: عند اختراق الصفائح السميكة، يعمل الليزر عالي الطاقة على نقطة لفترة طويلة، مما يؤدي إلى توليد حرارة عالية للغاية وتناثر المعدن المنصهر بشكل عكسي، مما يؤدي إلى استئصال السطح السفلي للفوهة وحافة الفتحة الداخلية بشكل مباشر.
• الاستئصال بالبلازما: عندما لا تتوافق معايير القطع (مثل ضغط الهواء، والطاقة، والسرعة)، قد تتشكل سحابة بلازما من بخار المعدن ذات درجة حرارة وكثافة عاليتين فوق موضع القطع. تمتص سحابة البلازما طاقة الليزر وتنتشر لأعلى، مما يؤدي إلى استئصال الجزء الداخلي من الفوهة مباشرةً، وإحداث تلف لا رجعة فيه.

2. التشوه الحراري:عند العمل في بيئة ذات درجة حرارة عالية لفترة طويلة، قد تخضع مادة الفوهة لتغيرات في البنية المجهرية أو تشوه، وخاصة الفوهة ذات الجودة الرديئة.

عواقب:تصبح فتحة الفوهة أكبر أو غير منتظمة الشكل، وتقل قدرة تركيز الغاز بشكل دائم، وتقل قدرة القطع بشكل كبير.

التركيب والاستخدام غير الصحيحين

1. التركيب ليس عموديًا/غير محكم:قد لا يكون الفوهة مُحكمة الربط أو غير متمركزة مع رأس القطع، مما يؤدي إلى تسرب الغاز ومجال تدفق غير متمركز. كما أن أي ارتخاء طفيف سيزيد من تآكل اهتزازات القطع.

2. اختيار نوع أو حجم فوهة خاطئ:

• عدم تطابق الفتحة: استخدم فوهات ذات فتحة كبيرة لقطع الصفائح الرقيقة (ضغط غاز غير كافٍ، انتشار الطاقة)، ​​أو استخدم فوهات ذات فتحة صغيرة لقطع الصفائح السميكة (تدفق غاز غير كافٍ، تصريف خبث ضعيف).
• النوع الخاطئ: يتم استخدام الفوهة ذات الطبقة المزدوجة عند استخدام فوهة ذات طبقة واحدة، مما يؤثر على استقرار القطع والحماية من الانعكاس للمواد شديدة الانعكاس (مثل الألومنيوم والنحاس).

3. خطأ في ضبط معلمات القطع:

• ضغط الهواء المرتفع جدًا/المنخفض جدًا: قد يتسبب ضغط الهواء المرتفع جدًا في اضطراب تدفق الهواء، بينما لا يمكن لضغط الهواء المنخفض جدًا تصريف الخبث والتبريد بشكل فعال.
• ضبط ارتفاع الفوهة بشكل غير صحيح (المحور Z): الاقتراب الشديد من اللوحة يجعل الاصطدام سهلاً، والابتعاد الشديد عنها يؤدي إلى ضعف تأثير الحماية من الغاز.

التلوث والتآكل

1. تلوث الغاز:إن استخدام غاز القطع (الأكسجين، النيتروجين، الهواء) ليس نقيًا، ويحتوي على الزيت أو الرطوبة أو الجزيئات الصلبة، وستتراكم هذه الملوثات في الفوهة أو ستؤدي إلى تآكلها.

2. الغبار البيئي:الغبار البيئي في ورشة العمل كبير، ويتم شفط الغبار إلى رأس القطع ويلتصق بالفوهة والعدسة.

كيفية تقليل تآكل الفوهة وإطالة عمرها؟

1. التشغيل القياسي:

• قم بإجراءات تحديد الحواف والارتفاعات السليمة لضمان مسافة آمنة.
• استخدم قوة معقولة وارتفاع تفجير مناسب (إن وجد) أثناء عملية التثقيب.
• تعامل معه برفق، واستخدم أدوات خاصة، وتأكد من إحكام الربط والتوسيط أثناء التركيب.

2. تحسين معايير العملية:

• وفقًا للمادة والسمك، اختر نوع الفوهة والفتحة بشكل علمي (المبدأ العام: ثقوب صغيرة للألواح الرقيقة، وثقوب كبيرة للألواح السميكة؛ طبقة واحدة للقطع بالأكسجين، وطبقة مزدوجة للقطع بالنيتروجين).
• قم بتحسين مزيج ضغط الهواء والطاقة والسرعة وارتفاع الفوهة وغيرها من المعايير لتجنب الخبث والبلازما المفرطة.

3. تعزيز الصيانة:

• الفحص الدوري: تحقق من وجه نهاية الفوهة والفتحة في كل وردية عمل أو عند تغيير المواد، واستخدم قضيب التمركز (أداة التمركز) لضمان التمركز.
• التنظيف المنتظم: استخدم أدوات تنظيف حامل الفوهة الخاصة والمواد الناعمة (مثل أعواد الأسنان الخشبية والأقمشة غير المنسوجة) لتنظيف الفتحة الداخلية والوجه النهائي، ويُحظر تمامًا استخدام الأدوات المعدنية للكشط بقوة.
• الاستبدال في الوقت المناسب: بمجرد اكتشاف وجود تلف واضح في الفوهة (شق، شكل بيضاوي، جدار داخلي خشن)، أو إذا استمرت جودة القطع في عدم الاستقرار، فيجب استبدالها على الفور.

4.أمن بيئة العمل:

• استخدم غاز قطع جاف عالي النقاء.
• حافظ على منطقة القطع والورقة نظيفة نسبياً.
• ضمان استقرار سكة توجيه آلة التشغيل وتقليل اهتزاز رأس القطع.

ملخص:ينتج فقدان الفوهات عن مجموعة من العوامل. ومن خلال التشغيل الموحد، وتحسين العمليات، والصيانة الدقيقة، واختيار المواد الاستهلاكية عالية الجودة، يمكن تقليل الخسائر غير الطبيعية إلى أدنى حد، والتحكم بفعالية في تكاليف الإنتاج مع ضمان جودة القطع.