متى يتم اختيار التركيز السلبي للقطع بالليزر؟

يُعدّ "التركيز السلبي" (المعروف أيضًا باسم "التركيز السفلي" أو "التركيز داخل الصفيحة") في آلة القطع بالليزر العمليةَ الأساسية لضبط موضع تركيز الليزر. ببساطة، يشير التركيز السلبي إلى ضبط تركيز الليزر أسفل سطح المادة المراد قطعها. يعتمد استخدام التركيز السلبي بشكل رئيسي على المبادئ والأهداف التالية: عندما يكون التركيز داخل المادة، يزداد حجم بقعة الشعاع على سطح المادة، وتقل كثافة الطاقة نسبيًا. مع ذلك، يُعدّ هذا مفيدًا في بعض الحالات لأنه يُنشئ مسارًا ضوئيًا مخروطيًا أوسع، وهو أمرٌ مفيد.

1. تصريف الخبث:يسمح الشق الأوسع للغازات المساعدة (مثل الأكسجين والنيتروجين) بنفخ المعدن المنصهر بشكل أكثر فعالية لمنع تراكم الخبث.

2. تحسين جودة القسم:بالنسبة للمواد السميكة، يمكنها تحقيق قسم قطع أكثر استقامة وسلاسة.

3. حماية العدسة:يمكن أن يمنع التركيز لأسفل تناثر الماء الناتج عن القطع من الارتداد مباشرة إلى عدسة التركيز.

متى يجب عليك استخدام التركيز السلبي (سيناريو التطبيق الرئيسي)

1. قطع المواد المعدنية السميكة (وخاصة الفولاذ الكربوني)

• هذا هو أهم سيناريو تطبيق للتركيز السلبي.
• السبب: عند قطع الصفائح السميكة، يتطلب الأمر وقتًا أطول لصهر كامل سمكها. استخدام فحم الكوك السالب (عادةً من ثلث إلى نصف سمك الصفيحة) يُوسّع عرض الجزء العلوي من القطع، مما يسمح للأكسجين (عند قطع الفولاذ الكربوني) بالدخول بسلاسة إلى قاع القطع، والحفاظ على تفاعل الأكسدة الطارد للحرارة، وإزالة الخبث بسلاسة. أما في حال استخدام تركيز موجب أو تركيز صفري (التركيز على السطح أو أعلاه)، فسيكون الجزء العلوي من القطع ضيقًا جدًا، مما قد يؤدي إلى قطع غير واضح في الأسفل، وتراكم الخبث بشكل كبير، وظهور سطح خشن.
• مرجع الخبرة: عند قطع ألواح الصلب الكربوني التي يزيد سمكها عن 6 مم، عادة ما يكون من الضروري البدء في استخدام فحم الكوك السلبي.
• مع ازدياد السماكة، تزداد الحاجة إلى زيادة عمق التركيز (عمق التركيز داخل المادة). على سبيل المثال، عند قطع فولاذ كربوني بسماكة 20 مم، يمكن ضبط نقطة التركيز على عمق 3-5 مم أسفل السطح.

2. السعي للحصول على مقطع قطع عالي الجودة

• عندما تكون هناك متطلبات عالية للعمودية والنعومة ومقاطع القطع الخالية من الخبث، حتى بالنسبة للمواد متوسطة السماكة، يمكن استخدام تركيز سلبي طفيف لتحسين تدفق الهواء وتوزيع الطاقة.

3. عند إجراء عملية التثقيب

• من أجل منع تناثر الخبث عالي الحرارة المتولد أثناء عملية التثقيب من إتلاف العدسة، يتم عادةً ضبط التركيز على التركيز السلبي للتثقيب (طاقة منخفضة ووضع عميق)، ثم يتم ضبط التركيز على وضع الإعداد المطلوب للقطع بعد اكتمال عملية التثقيب.

متى يجب عليك تجنب استخدام التركيز السلبي

1. قص مادة الصفائح (عادةً أقل من 3 مم)

• السبب: عند قطع الصفائح الرقيقة، نسعى إلى السرعة والدقة. يتيح استخدام التركيز الصفري أو التركيز الإيجابي الطفيف الحصول على أصغر بقعة وأعلى تركيز للطاقة، مما ينتج عنه شقوق أضيق وسرعات أعلى وقطع أدق.

2. عند إجراء عمليات التشغيل الدقيق عالية الدقة

• والسبب: لضمان أصغر حجم للبقعة وأعلى دقة في الأبعاد، يتم عادةً ضبط التركيز على سطح المادة (التركيز الصفري).

3. عند استخدام النيتروجين لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ للحصول على سطح لامع

• السبب: تعتمد عملية قطع الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام النيتروجين على طاقة الليزر لصهر المادة، ثم يُستخدم النيتروجين عالي الضغط لإزالة المادة المنصهرة دون تفاعل الأكسجين. وللحصول على تأثير قطع عمودي، أملس، وغير مؤكسد ذي سطح لامع، يُستخدم عادةً تركيز صفري أو تركيز موجب طفيف لضمان تركيز الطاقة والحصول على شقوق ضيقة ودقيقة.

كيف نحدد أفضل قدر من التركيز السلبي؟

لا توجد قيمة ثابتة، ويجب تحديد أفضل موضع تركيز من خلال اختبار العملية ويتأثر بالعوامل التالية:

• نوع المادة:تختلف استراتيجيات التركيز بين الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم.
• سمك المادة:كلما زاد سمك الطبقة، زادت عادةً كمية التركيز السلبي.
• قطع الغاز:تختلف استراتيجيات التركيز في القطع بالأكسجين والقطع بالنيتروجين.
• قوة الليزر ووضعه:تختلف مواضع التركيز المثلى للأجهزة ذات القدرة المختلفة وجودة الشعاع (مثل الوضع الأحادي مقابل الوضع المتعدد).

طريقة الاختبار الشائعة هي:

1. معايرة التركيز:أولاً، ابحث عن موضع "التركيز الصفري" لسطح المادة (عادةً ما تحتوي الآلة على برنامج معايرة تلقائي أو يدوي).

2. إعداد عينات اختبار التركيز:تحت نفس القوة والسرعة وضغط الغاز، قم بقطع سلسلة من الخطوط المستقيمة أو الأنماط في مواضع تركيز مختلفة (على سبيل المثال، من 3 مم إلى -3 مم، خطوة واحدة لكل 0.5 مم أو 1 مم).

3. أثر التقييم:قم بمراقبة جودة المقطع، واستقامته، وحالة تعليق الخبث، وعرض الشق، وما إذا كان الجزء السفلي من كل قطع قد تم قطعه.

4. اختر أفضل نقطة:جودة القطع الشاملة والاستقرار والكفاءة، اختر أفضل موضع تركيز كمعيار للعملية تحت سمك المادة.

ملخص

المبدأ الأساسي: يعتمد موضع التركيز المحدد دائمًا على نوع المادة وسماكتها وقدرة الآلة والجودة المطلوبة. يجب الحصول على معايير العملية المثلى من خلال الاختبارات الميدانية والتحقق من صحتها.عند التشغيل، تأكد من الرجوع إلى دليل معلمات العملية المقدم من الشركة المصنعة للمعدات، وقم بضبطه بدقة بما يتناسب مع تأثير القطع الفعلي.