लेजर कटिंग के दौरान कटिंग हेड नोजल के गर्म होने के कारण

लेजर कटिंग हेड नोजल का अत्यधिक गर्म होना, यहाँ तक कि लाल होकर जलने लगना, आमतौर पर इसका कोई एक कारण नहीं होता, बल्कि यह कई कारकों का परिणाम होता है। आगे हम मुख्य कारणों, गौण कारणों और समाधानों के बारे में विस्तार से बताएंगे।

मुख्य कारण

ये सबसे प्रत्यक्ष और सामान्य समस्याएं हैं जो नोजल के अधिक गर्म होने का कारण बनती हैं।

1. प्लाज्मा/परावर्तित ऊष्मा

• उत्पादन तंत्र:जब लेज़र किरण धातु की सतह पर केंद्रित होती है, तो वह धातु को तुरंत पिघला देती है या वाष्पीकृत कर देती है। ऑक्सीजन या नाइट्रोजन जैसी सहायक गैस को इस उच्च तापमान वाले क्षेत्र की ओर प्रवाहित किया जाता है। यदि ऊर्जा घनत्व बहुत अधिक हो या गैस के पैरामीटर अनुपयुक्त हों, तो वाष्पीकृत धातु और गैस स्वयं आयनित होकर एक उच्च तापमान वाला प्लाज्मा बादल (अत्यधिक उच्च तापमान वाला विद्युत रूप से उदासीन गैस समूह) बना लेते हैं।
• ऊष्मा स्थानांतरण प्रक्रिया:यह प्लाज्मा न केवल लेजर ऊर्जा को अवशोषित और बिखेरकर काटने की क्षमता को कम करेगा, बल्कि नोजल के अंदरूनी हिस्से में ऊपर की ओर भी लौटेगा। प्लाज्मा द्वारा उत्पन्न अत्यधिक ऊष्मा सीधे नोजल की तांबे की भीतरी दीवार पर स्थानांतरित होगी, जिससे उसका तापमान तेजी से बढ़ेगा और वह जलकर लाल हो जाएगी और पिघल भी जाएगी।

2. शीतलन प्रणाली की खराबी

आधुनिक उच्च-प्रदर्शन वाले लेजर कटिंग हेड को अंदर जल-शीतित चैनलों के साथ डिजाइन किया गया है, जिनका उपयोग विशेष रूप से नोजल, सुरक्षात्मक दर्पण सीटों और अन्य घटकों द्वारा अवशोषित गर्मी को दूर करने के लिए किया जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों:

• शीतलन जल का अपर्याप्त प्रवाह:कूलिंग वाटर पंप का खराब होना, पानी के पाइप का मुड़ जाना, फिल्टर का जाम हो जाना आदि।
• शीतलन जल का तापमान बहुत अधिक है:चिलर का शीतलन प्रभाव अच्छा नहीं है या चयन बहुत छोटा है।
• शीतलन जल परिपथ में अवरोध या रिसाव:आंतरिक परत या अशुद्धियाँ प्रवाह मार्ग को अवरुद्ध कर देती हैं।
• कूलिंग सिस्टम चालू नहीं है:लेजर शुरू करने से पहले चिलर को चालू करना न भूलें।

द्वितीयक और अन्य कारण

ये कारण, हालांकि उपरोक्त दो कारणों की तुलना में कम प्रत्यक्ष हैं, बुखार को बढ़ा सकते हैं या व्यक्तिगत रूप से समस्याएं पैदा कर सकते हैं।

3. संदूषणक्षतिग्रस्त या क्षतिग्रस्तएनएसई

• यदि फोकसिंग मिरर या सुरक्षात्मक मिरर दूषित (तेल, धूल) हो जाता है या क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो इसकी प्रकाश संचरण क्षमता और फोकस करने की क्षमता कम हो जाएगी।
• लेजर ऊर्जा का कुछ हिस्सा लेंस द्वारा अवशोषित हो जाता है और ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है। यह ऊष्मा दर्पण के आधार तक पहुँचती है, जिससे आसपास की हवा और नोजल का आधार गर्म हो जाता है।
• गंभीर मामलों में, अत्यधिक तापमान के कारण लेंस फट सकता है।

4. प्रक्रिया मापदंडों की अनुचित सेटिंग

• गैस का प्रकार और दबाव:
• कार्बन स्टील को काटने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते समय, यह एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है जो स्वयं अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न करती है। यदि गैस का दाब उपयुक्त न हो, तो प्रबल प्लाज्मा बनने की संभावना बढ़ जाती है।
• स्टेनलेस स्टील को काटने के लिए नाइट्रोजन का उपयोग करते समय, यदि पिघले हुए पदार्थ को समय पर उड़ाने के लिए वायु दाब बहुत कम है, तो स्लैग ऊपर की ओर छिटक जाएगा, नोजल की भीतरी दीवार से चिपक जाएगा और उसे गर्म करता रहेगा; यदि वायु दाब बहुत अधिक है, तो इससे वायु प्रवाह में गड़बड़ी हो सकती है, जो प्लाज्मा निर्माण के लिए अनुकूल है।
• काटने की गति:गति बहुत धीमी है, लेजर एक ही स्थान पर बहुत देर तक रहता है, और बहुत अधिक ऊष्मा जमा हो जाती है, जिससे प्लाज्मा उत्पन्न होने और नोजल के जलने की संभावना रहती है। गति बहुत तेज होने पर, लेजर ठीक से काट नहीं पाता, जिसके परिणामस्वरूप परावर्तित प्रकाश बढ़ जाता है।
• लेजर शक्ति:जब शक्ति बहुत अधिक होती है और अन्य पैरामीटर (जैसे गति और वायु दाब) मेल नहीं खाते हैं, तो ऊर्जा अत्यधिक हो जाती है और प्लाज्मा आसानी से उत्पन्न हो जाता है।
• फोकस स्थिति:गलत फोकस स्थिति ऊर्जा घनत्व और कट के आकार को प्रभावित करेगी, जिससे पिघले हुए पदार्थ के निर्वहन और प्लाज्मा के निर्माण पर असर पड़ेगा।

5. नोजल की समस्या

• मॉडल बेमेल:नोजल का छिद्र कटाई प्लेट की मोटाई और गैस के दबाव से मेल नहीं खाता। उदाहरण के लिए, बड़े छिद्र वाले नोजल से बारीक कटाई करने पर वायु प्रवाह फैल सकता है और सुरक्षा प्रभाव कम हो सकता है।
• खराब गुणवत्ता/क्षतिग्रस्त:नोजल का मध्य भाग गोल नहीं है, उसमें खुरदरेपन हैं और भीतरी दीवार चिकनी नहीं है, जिससे वायु प्रवाह अस्थिर हो जाता है और आसानी से भंवर धाराएं बन जाती हैं, जो ऊष्मा अपव्यय और स्लैग उड़ाने के लिए अनुकूल नहीं हैं। शीट से टकराने के बाद नोजल में हल्का विरूपण भी इस समस्या का कारण हो सकता है।
• गलत इंस्टॉलेशन:नोजल ठीक से कसा हुआ नहीं है, या सीलिंग रिंग क्षतिग्रस्त है, जिससे गैस का रिसाव हो रहा है और स्थिर गैस परदे की सुरक्षा प्रणाली नष्ट हो रही है।

6. बाह्य वातावरण और टकराव

• प्लेट की सतह की परावर्तकता बहुत अधिक है:एल्युमीनियम और तांबे जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्रियों को काटते समय, लेजर ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा कटिंग हेड के अंदरूनी हिस्से में वापस परावर्तित हो जाती है और नोजल और मिरर सीट द्वारा अवशोषित हो जाती है।
• टक्कर:कटिंग हेड प्लेट या फिक्स्चर से टकराता है, जिससे नोजल विकृत हो जाता है और आंतरिक भाग अपनी जगह से हट जाते हैं, जिससे प्रकाश, गैस और जलमार्ग की मूल समाक्षीयता और सीलिंग नष्ट हो जाती है।

सारांश और समाधान चेकलिस्ट

नोजल गर्म होने की समस्या आने पर, निम्नलिखित क्रम में जांच करने की सलाह दी जाती है:

1. निरीक्षण के लिए मशीन को तुरंत रोकें:उपकरण को और अधिक क्षति से बचाने के लिए।

2. कूलिंग सिस्टम की जांच करें (सर्वोत्तम प्राथमिकता):

• सुनिश्चित करें कि चिलर चालू है और सामान्य रूप से काम कर रहा है।
• जांचें कि शीतलन जल का प्रवाह और दबाव उपकरण की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं या नहीं।
• प्रवेश और निकास पाइपों को छूकर तापमान अंतर महसूस करें। यदि तापमान अंतर कम है, तो इसका मतलब है कि ऊष्मा विनिमय दक्षता कम है या प्रवाह अपर्याप्त है।
• पानी की गुणवत्ता की जांच करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उसमें कोई अशुद्धि न हो।

3. ऑप्टिकल घटकों की जांच करें और उन्हें बदलें:

• सुरक्षात्मक लेंस को हटाकर उसमें गंदगी, जलने के निशान या दरारें देखें। लेंस को हमेशा साफ रखें।
• जांच लें कि फोकसिंग मिरर अच्छी स्थिति में है या नहीं।

4. नोजल की जांच करें और उसे बदलें:

• जांचें कि वर्तमान में उपयोग में लाया जा रहा नोजल का छिद्र चल रहे कटिंग कार्य के लिए उपयुक्त है या नहीं।
• जांच लें कि नोजल का भीतरी छेद चिकना और गोल है या नहीं, और उसमें पिघलने से कोई क्षति या रुकावट तो नहीं है। यदि कोई समस्या हो, तो उसे बिल्कुल नए, उच्च गुणवत्ता वाले नोजल से बदल दें।

5. कटाई प्रक्रिया मापदंडों का अनुकूलन:

• सामग्री के प्रकार और मोटाई के अनुसार लेजर पावर, कटिंग स्पीड, गैस का प्रकार और दबाव, फोकस पोजीशन आदि को पुनः कैलिब्रेट करने के लिए उपकरण आपूर्तिकर्ता या अनुभवी प्रक्रिया इंजीनियर से परामर्श लें। यही प्लाज्मा ओवरहीटिंग की समस्या के समाधान का मूल है।

6. समाक्षीयता और स्थापना की जाँच करें:

• लेजर, नोजल और गैस की समाक्षता सटीक है या नहीं, यह जांचने के लिए संरेखण परीक्षक का उपयोग करें।
• सुनिश्चित करें कि नोजल सही ढंग से स्थापित और कसा हुआ है, और सीलिंग रिंग सही सलामत है।

7. कटाई की प्रक्रिया का अवलोकन करें:

• सुरक्षा के लिहाज़ से, कटिंग के दौरान निकलने वाली चिंगारियों पर ध्यान दें। सामान्य चिंगारी नीचे और पीछे की ओर उठनी चाहिए। यदि चिंगारी ऊपर की ओर फैलती है, दिशा बदलती है या बहुत मोटी और चमकदार है, तो इसका आमतौर पर मतलब है कि पैरामीटर सही नहीं हैं और बड़ी मात्रा में प्लाज्मा उत्पन्न हो रहा है।

व्यवस्थित जांच के माध्यम से, नोजल हीटिंग की अधिकांश समस्याओं का प्रभावी ढंग से समाधान किया जा सकता है। यदि उपरोक्त उपाय समस्या का समाधान नहीं कर पाते हैं, तो संभव है कि कटिंग हेड के भीतर कोई अधिक गंभीर यांत्रिक या ऑप्टिकल समस्या हो, और इसके लिए उपकरण निर्माता से पेशेवर मरम्मत के लिए संपर्क करना आवश्यक है।