लेजर कटिंग के दौरान एल्युमीनियम प्लेट पर चिपकने वाले स्लैग की समस्या को कैसे हल करें?

लेजर कटिंग द्वारा एल्युमीनियम स्लैग (जिसे हैंगिंग स्लैग या स्लैग भी कहा जाता है) का विखंडन एक आम समस्या है, जो मुख्य रूप से एल्युमीनियम की उच्च तापीय चालकता, कम गलनांक, आसानी से ऑक्सीकरण, पिघली हुई अवस्था में चिपचिपाहट और अन्य विशेषताओं के कारण होती है। इस समस्या को व्यवस्थित रूप से हल करने के लिए, गैस, पैरामीटर, सामग्री, उपकरण और प्रक्रिया को अनुकूलित करना आवश्यक है। 5. निम्नलिखित में समाधानों का एक व्यापक सेट दिया गया है:

मुख्य बिंदु: सहायक गैस का चयन और अनुकूलन (यह सबसे महत्वपूर्ण भाग है)

1. उच्च शुद्धता वाली नाइट्रोजन को प्राथमिकता दी जाती है।

• सिद्धांत: नाइट्रोजन एक अक्रिय गैस होने के कारण एल्युमीनियम के ऑक्सीकरण को प्रभावी ढंग से रोक सकती है और एल्युमीनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) के चिपचिपे अवशेष के निर्माण को कम कर सकती है। साथ ही, उच्च दबाव वाली नाइट्रोजन पिघले हुए एल्युमीनियम को दरार से नीचे की ओर धकेल सकती है, जिससे वह इधर-उधर जमा नहीं होता।
• शुद्धता की आवश्यकता: ≥ 99.99% (99.995% या इससे अधिक अनुशंसित)। शुद्धता की कमी स्लैग चिपकने के मुख्य कारणों में से एक है।
• दबाव की आवश्यकताएँ: प्लेट की मोटाई के अनुसार, आमतौर पर अधिक दबाव की आवश्यकता होती है (जैसे 3 मिमी एल्युमीनियम प्लेट को काटने के लिए 1.5-2.0 एमपीए)। अपर्याप्त दबाव से पिघली हुई धातु प्रभावी ढंग से नहीं उड़ पाती।

2. उच्च गुणवत्ता वाली संपीड़ित हवा (किफायती विकल्प)

• उपयुक्त परिस्थितियाँ: सतह की गुणवत्ता संबंधी आवश्यकताएँ अधिक नहीं हैं, या पतली एल्यूमीनियम प्लेट (जैसे ≤ 3 मिमी) की रफ मशीनिंग की आवश्यकता है।
• आवश्यक शर्तें:
• हवा को जल और तेल रहित बनाने के लिए इसमें उच्च दक्षता वाले प्रशीतित ड्रायर और सटीक फिल्टर लगे होने चाहिए। नमी और तेल एल्यूमीनियम के ऑक्सीकरण और स्लैग के जमने की समस्या को बढ़ा सकते हैं।
• दबाव पर्याप्त रूप से स्थिर होना चाहिए।

3. ऑक्सीजन (विशेष प्रयोजन)

• सिद्धांत: ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया का उपयोग अतिरिक्त ऊष्मा प्रदान करने और काटने की गति बढ़ाने के लिए किया जाता है। हालांकि, इससे बड़ी मात्रा में खुरदरा और कठोर एल्यूमिना स्लैग उत्पन्न होगा, जो आमतौर पर स्लैग चिपकने की आवश्यकता न होने वाली कटिंग के लिए अनुशंसित नहीं है, बल्कि केवल उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां सतह की आवश्यकता बहुत कम हो या बाद में प्रसंस्करण की आवश्यकता हो।

कटिंग पैरामीटर अनुकूलन

सिस्टम की खराबी को ठीक करने के लिए मापदंडों का मिलान गैस से किया जाना चाहिए।

1. शक्ति और गति का संतुलन:

• शक्ति बहुत अधिक है/गति बहुत धीमी है: अतिरिक्त ऊर्जा के कारण एल्युमीनियम का अत्यधिक पिघलना होता है, पिघला हुआ पूल बड़ा हो जाता है, गैस को बाहर निकालना मुश्किल हो जाता है, और नीचे गोलाकार स्लैग बन जाता है।
• बिजली बहुत कम/बहुत तेज़ है: अपर्याप्त ऊर्जा, सामग्री पूरी तरह से कट नहीं रही है या निचला हिस्सा बहुत तेज़ी से ठंडा हो रहा है, पिघला हुआ पदार्थ किनारे पर जम जाएगा इससे पहले कि उसे उड़ाया जा सके।
• डिबगिंग विधि: अनुशंसित मापदंडों के आधार पर, "स्वीट स्पॉट" का पता लगाने के लिए स्पीड लैडर परीक्षण किया जाता है जो सबसे कम स्लैग को काटता है और लटकाता है।

2. आवृत्ति और ड्यूटी चक्र:

• आवृत्ति को कम करने और ड्यूटी साइकिल को समायोजित करने से कभी-कभी ऊष्मा के प्रवाह को नियंत्रित करने और नीचे की सतह के अत्यधिक गर्म होने को कम करने में मदद मिलती है। पतली प्लेटों के लिए, उच्च आवृत्तियों का उपयोग किया जा सकता है।

3. फोकस स्थिति:

• फोकस को थोड़ा कम करने का प्रयास करें (नेगेटिव डीफोकस) ताकि ऊर्जा प्लेट के निचले आधे हिस्से में अधिक केंद्रित हो जाए, जिससे पिघले हुए पदार्थ को नीचे से बाहर निकालने में मदद मिलती है। यह नीचे लटके हुए स्लैग को सुधारने का एक प्रभावी तरीका है। इसे वास्तविक स्थिति के अनुसार समायोजित करने की आवश्यकता है।

उपकरण और उपभोग्य सामग्रियों की स्थिति

1. नोजल का निरीक्षण और चयन:

• स्थिति: सुनिश्चित करें कि नोजल घिसा हुआ, विकृत या केंद्र से केंद्र तक असमान न हो। घिसा हुआ नोजल वायु प्रवाह को अशांत कर देगा और स्लैग ब्लोइंग को कमजोर कर देगा।
• व्यास: उच्च दबाव वाले नाइट्रोजन के साथ आमतौर पर बड़े व्यास वाले नोजल (जैसे φ2.0 मिमी या उससे अधिक) का उपयोग करने से वायु प्रवाह अवरोध का एक मजबूत और व्यापक आवरण बन सकता है।

2. बीम की गुणवत्ता:

• यह सुनिश्चित करें कि लेजर हेड लेंस (फोकसिंग मिरर, सुरक्षात्मक मिरर) साफ और प्रदूषण रहित हो, और यह भी सुनिश्चित करें कि बीम ऊर्जा का वितरण एक समान और केंद्रित हो।

सामग्री और प्रक्रिया की तैयारी

1. एल्युमीनियम प्लेट की सतह और सामग्री:

• सफाई: काटने से पहले एल्युमीनियम प्लेट की सतह पर मौजूद तेल, धूल और ऑक्साइड की परत को हटा दें। इसके लिए विशेष एल्युमीनियम मिश्रधातु सफाई एजेंट का उपयोग किया जा सकता है।
• मिश्र धातु श्रेणी: विभिन्न एल्युमीनियम मिश्र धातुओं का प्रदर्शन अलग-अलग होता है। आमतौर पर, 5वीं श्रेणी (जैसे 5052) 6वीं श्रेणी (जैसे 6061) की तुलना में बेहतर कटिंग क्षमता और कम चिपचिपा स्लैग उत्पन्न करती है। सिलिकॉन, मैग्नीशियम और अन्य उच्च तत्वों वाली मिश्र धातुओं की श्यानता अधिक होती है।
• ऑक्साइड परत: यदि प्लेट की सतह पर ऑक्साइड की मोटी परत है, तो इसे हल्का पॉलिश या पिकलिंग किया जा सकता है।

2. कार्य दूरी:

• यह सुनिश्चित करें कि नोजल से प्लेट तक की दूरी स्थिर और उपयुक्त हो (आमतौर पर 0.5-1.5 मिमी)। बहुत अधिक दूरी होने से गैस का दबाव कमजोर हो जाएगा।

3. छिद्रण और सीसा:

• छिद्रण के दौरान सतह पर छींटे जमा होने से रोकने के लिए छिद्रण मापदंडों को अनुकूलित करें।
• वर्कपीस के कंटूर की शुरुआत में स्लैग जमाव से बचने के लिए बाहरी लीड या आर्क लीड का उपयोग करें।

काटने के बाद उपचार (सुधारात्मक कार्रवाई)

यदि अभी भी थोड़ी मात्रा में धातु की राख लटकी हुई है, तो निम्नलिखित उपाय किए जा सकते हैं:

1. शारीरिक निष्कासन:इसे हाथ से हटाने के लिए खुरचनी, स्टेनलेस स्टील ब्रश या स्क्रबर पैड का उपयोग करें। भारी मात्रा में जमे हुए कठोर स्लैग के लिए, एक विशेष नायलॉन व्हील वाला छोटा एंगल ग्राइंडर आवश्यक हो सकता है।

2. रासायनिक सफाई:एल्युमीनियम की सफाई के लिए विशेष तरल या तनु क्षारीय घोल में डुबोकर पोंछने से चिपचिपी गंदगी का कुछ हिस्सा घुल सकता है। ध्यान रहे कि तेज अम्ल और क्षार का प्रयोग न करें, और उपचार के बाद इसे पानी से अच्छी तरह धोकर सुखा लें।

3. सैंडब्लास्टिंग:बैच में तैयार किए जाने वाले पुर्जों या एकसमान मैट सतह की आवश्यकता वाले उत्पादों के लिए, सैंडब्लास्टिंग के लिए महीन रेत (जैसे कांच के मोती) का उपयोग किया जा सकता है।

उपरोक्त व्यवस्थित जांच और अनुकूलन के माध्यम से, लेजर कटिंग एल्यूमीनियम प्लेट में स्लैग चिपकने की समस्या को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे उच्च गुणवत्ता वाली कटिंग प्राप्त होती है। मुख्य बात यह समझना है कि "उच्च शुद्धता वाली गैस का प्रभावी शुद्धिकरण" ही मूल तत्व है, और अन्य सभी पैरामीटर इसी मूल तत्व के इर्द-गिर्द समन्वित होते हैं।