از بین رفتن نازل دستگاه برش لیزر چندین مورد رایج

در برش لیزر فایبر، نازل یک قطعه مصرفی بسیار حیاتی و آسیب‌پذیر است. از بین رفتن آن مستقیماً بر کیفیت برش، مصرف گاز و هزینه‌های تولید تأثیر می‌گذارد. از بین رفتن نازل‌های رایج عمدتاً در چندین حالت زیر رخ می‌دهد:

ضربه و سایش فیزیکی (این شایع‌ترین و مستقیم‌ترین علت سایش و پارگی است.)

۱. برخورد با صفحه:در فرآیند تغذیه و سوراخکاری، سوراخکاری (به خصوص پاشش سرباره در حین سندبلاست و سوراخکاری ورق ضخیم)، یا موقعیت یابی/لبه یابی ابزار ماشینی، سطح انتهایی نازل مستقیماً روی ورق تأثیر می‌گذارد و منجر به تغییر شکل، خراش یا بریدگی می‌شود.

۲. برخورد با وسایل ثابت:در حین حرکت سر برش، به دلیل مسیر برنامه‌ریزی اشتباه یا رانش صفر ابزار ماشین، ممکن است نازل به فیکسچر برخورد کند.

۳. سایش طولانی مدت:حتی اگر برخورد شدیدی رخ ندهد، در فرآیند برشکاری پرسرعت و طولانی‌مدت، جریان پرسرعت گاز برش (به‌ویژه ذرات ریز فلز) به ساییدن دیواره داخلی نازل ادامه می‌دهد و در نتیجه، روزنه به تدریج از حالت کروی خارج شده و بر میدان جریان گاز تأثیر می‌گذارد.

پیامدها:میدان جریان گاز برش نامنظم است و منجر به سطح برش ناهموار، سرباره آویزان، افزایش پلیسه در پایین و حتی عدم امکان برش می‌شود.

پاشش سرباره و گرفتگی

در طول فرآیند برش، پاشش فلز مذاب به دیواره داخلی یا سطح انتهایی نازل می‌چسبد.

۱. چسبندگی دیواره داخلی:هنگام برش ورق گالوانیزه، فولاد ضد زنگ یا ورق روکش‌دار، سرباره چسبناک تولید شده به راحتی پاشیده شده و به دیواره داخلی سوراخ نازل می‌چسبد و به تدریج جمع می‌شود تا روزنه را کاهش داده و جریان هوا نامتقارن شود.

۲. چسبندگی سطح انتهایی:سرباره در قسمت انتهایی پایینی نازل جمع می‌شود که فاصله نازل تا صفحه (ارتفاع نازل) را تغییر می‌دهد و بر اثر دینامیک گاز تأثیر می‌گذارد.

۳. انسداد کامل:در موارد شدید، سرباره ممکن است نازل را به طور کامل مسدود کند و جریان هوا قطع شود که منجر به شکست آنی برش و سوختن نازل می‌شود.

پیامدها:برش ناپایدار، کیفیت پایین مقطع، تعلیق مکرر تمیزکاری، راندمان تولید را کاهش می‌دهد.

آسیب حرارتی و فرسایش

۱. فرسایش در دمای بالا:

• فرسایش سوراخکاری: هنگام نفوذ به صفحات ضخیم، لیزر پرقدرت برای مدت طولانی روی یک نقطه عمل می‌کند و گرمای بسیار بالایی ایجاد می‌کند و فلز مذاب را به صورت معکوس می‌پاشد که مستقیماً سطح انتهایی نازل و لبه سوراخ داخلی را فرسایش می‌دهد.
• فرسایش پلاسما: هنگامی که پارامترهای برش (مانند فشار هوا، توان، سرعت) مطابقت نداشته باشند، ممکن است یک ابر پلاسما از بخار فلز با دمای بالا و چگالی بالا در بالای برش تشکیل شود. ابر پلاسما انرژی لیزر را جذب کرده و به سمت بالا پخش می‌شود و مستقیماً داخل نازل را فرسایش می‌دهد و آسیب برگشت‌ناپذیری را ایجاد می‌کند.

۲. تغییر شکل حرارتی:با کار طولانی مدت در محیط با دمای بالا، ممکن است مواد نازل دچار تغییرات ریزساختاری یا تغییر شکل شوند، به خصوص نازل با کیفیت پایین.

پیامدها:دهانه نازل بزرگتر یا نامنظم می‌شود، توانایی تمرکز گاز به طور دائمی کاهش می‌یابد و توانایی برش به شدت کاهش می‌یابد.

نصب و استفاده نادرست

۱. نصب عمودی/شل نیست:نازل محکم بسته نشده یا با سر برش هم مرکز نیست که منجر به نشت گاز و میدان جریان خارج از مرکز می‌شود. شل بودن جزئی نیز باعث افزایش سایش در ارتعاش برش می‌شود.

۲. نوع یا اندازه نازل اشتباه را انتخاب کنید:

• عدم تطابق دهانه: برای برش صفحات نازک از نازل‌های با دهانه بزرگ استفاده کنید (فشار گاز ناکافی، انتشار انرژی)، یا برای برش صفحات ضخیم از نازل‌های با دهانه کوچک استفاده کنید (جریان گاز ناکافی، تخلیه ضعیف سرباره).
• نوع نامناسب: هنگام استفاده از نازل تک لایه، از نازل دو لایه استفاده می‌شود که این امر بر پایداری برش و محافظت ضد انعکاس مواد بسیار بازتابنده (مانند آلومینیوم و مس) تأثیر می‌گذارد.

۳. خطای تنظیم پارامتر برش:

• فشار هوای خیلی زیاد/خیلی کم: فشار هوای خیلی زیاد ممکن است باعث اختلال در جریان هوا شود، فشار هوای خیلی کم نمی‌تواند به طور موثر سرباره را تخلیه و خنک کند.
• تنظیم نادرست ارتفاع نازل (محور Z): اگر خیلی به صفحه نزدیک باشد، احتمال برخورد زیاد است و اگر خیلی دور باشد، اثر محافظتی ضعیفی در برابر گاز ایجاد می‌کند.

آلودگی و خوردگی

۱. آلودگی گازی:اگر گاز برشکاری (اکسیژن، نیتروژن، هوا) خالص نباشد و حاوی روغن، رطوبت یا ذرات جامد باشد، این آلاینده‌ها در نازل جمع می‌شوند یا باعث خوردگی نازل می‌شوند.

۲. گرد و غبار محیطی:گرد و غبار محیطی در کارگاه زیاد است و گرد و غبار به داخل سر برش مکیده شده و به نازل و لنز متصل می‌شود.

چگونه می‌توان سایش نازل را کاهش داد و عمر آن را افزایش داد؟

۱. عملیات استاندارد:

• برای اطمینان از فاصله ایمن، روش‌های تشخیص لبه و ارتفاع صدا را انجام دهید.
• در طول سوراخکاری از قدرت و ارتفاع انفجار معقول (در صورت وجود) استفاده کنید.
• آن را به آرامی بردارید، از ابزارهای مخصوص استفاده کنید و در حین نصب از سفت شدن و قرارگیری در مرکز اطمینان حاصل کنید.

۲. بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند:

• با توجه به جنس و ضخامت، نوع نازل و روزنه را به صورت علمی انتخاب کنید (اصل کلی: سوراخ‌های کوچک برای صفحات نازک، سوراخ‌های بزرگ برای صفحات ضخیم؛ تک لایه برای برش اکسیژن، دو لایه برای برش نیتروژن).
• برای جلوگیری از سرباره و پلاسمای بیش از حد، ترکیب فشار هوا، توان، سرعت، ارتفاع نازل و سایر پارامترها را بهینه کنید.

۳. تقویت نگهداری:

• بازرسی منظم: در هر شیفت یا هنگام تعویض مواد، سطح انتهایی نازل و دهانه آن را بررسی کنید و از یک میله مرکزی (ابزار مرکزی) برای اطمینان از هم‌مرکز بودن استفاده کنید.
• تمیز کردن منظم: از ابزارهای تمیزکننده مخصوص نازل و مواد نرم (مانند خلال دندان چوبی، پارچه‌های نبافته) برای تمیز کردن سوراخ داخلی و سطح انتهایی استفاده کنید، استفاده از ابزارهای فلزی برای خراشیدن شدید اکیداً ممنوع است.
• تعویض به موقع: به محض اینکه نازل آسیب قابل مشاهده‌ای (بریدگی، بیضی، دیواره داخلی ناهموار) داشته باشد، یا کیفیت برش همچنان ناپایدار باشد، باید فوراً تعویض شود.

4.امنیت محیط کار:

• از گاز برش خشک با خلوص بالا استفاده کنید.
• محل برش و ورق را نسبتاً تمیز نگه دارید.
• از پایداری ریل راهنمای ابزار ماشین اطمینان حاصل کنید و لرزش سر برش را کاهش دهید.

خلاصه:افت نازل نتیجه ترکیبی از عوامل است. از طریق عملیات استاندارد، بهینه‌سازی فرآیند، نگهداری دقیق و انتخاب مواد مصرفی با کیفیت بالا، می‌توان افت‌های غیرعادی را به حداقل رساند و هزینه‌های تولید را به طور موثر کنترل کرد و در عین حال کیفیت برش را تضمین نمود.