ليزر-آڪسي فيول هائبرڊ ڪٽڻ واري مشين جو اصول

ليزر فليم ڪمپوزٽ ڪٽنگ عام طور تي "ليزر آڪسيجن ڪٽڻ"، جيڪو مکيه ليزر ڪٽڻ جي عملن مان هڪ آهي (ٻيا ٻه ليزر پگھلڻ واري ڪٽڻ ۽ ليزر واپرائيزيشن ڪٽڻ آهن). ان جو مطلب "ليزر مان پيدا ٿيندڙ شعلو" ناهي، پر هڪ هائبرڊ عمل جيڪو ليزر کي گرمي جي ذريعن طور استعمال ڪري ٿو، خالص آڪسيجن کي هڪ مددگار گئس طور شامل ڪيو ويو آهي، ڪٽڻ جي عمل دوران ڌاتو (خاص طور تي اسٽيل مواد) ۾ هڪ زوردار آڪسائيڊيشن ٻرندڙ رد عمل (يعني، "شعلو") شروع ڪرڻ لاءِ. هي عمل ڪيميائي رد عمل مان حرارتي توانائي کي استعمال ڪري ٿو ڪٽڻ جي ڪارڪردگي کي خاص طور تي وڌائڻ لاءِ.

اڳيون، اسين ان جي اصول کي ڪيترن ئي نقطه نظر کان تفصيل سان بيان ڪنداسين:

بنيادي اصول: ليزر-حوصلہ افزائي ڪنٽرول ٿيل ڌاتو جلڻ

1. ليزر جو ڪردار (اگنيشن ۽ سار سنڀال):

• هڪ اعليٰ توانائي واري کثافت واري ليزر شعاع ورڪ پيس جي مٿاڇري تي مرڪوز آهي، جنهن جي ڪري شعاع واري ڌاتو جو گرمي پد تيزي سان ان جي اگنيشن پوائنٽ (لوهه لاءِ تقريباً 1350 °C) تائين وڌي ٿو.
• ليزر بيم هڪ مسلسل، صحيح، اعليٰ توانائي وارو گرمي ذريعو فراهم ڪري ٿو جيڪو نه رڳو رد عمل کي باهه ڏئي ٿو، پر وڌيڪ اهم طور تي رد عمل واري علائقي کي اعليٰ درجه حرارت تي برقرار رکي ٿو.

2. آڪسيجن جو ڪردار (ٻرندڙ ايجنٽ ۽ صفائي ڪندڙ):

• ليزر شعاع سان گڏ ليزر سان گرم ڪيل ڌاتو واري جاءِ تي تيز دٻاءُ، اعليٰ پاڪائي واري آڪسيجن جو هڪ وهڪرو هم محوري طور تي داخل ڪيو ويندو آهي.
• لوهه (Fe) جيڪو اگنيشن پوائنٽ تائين پهچي ٿو ۽ آڪسيجن (O₂) هڪ پرتشدد آڪسائيڊيشن ايڪسوٿرميڪ رد عمل (ٻرڻ) مان گذرندو آهي: 4Fe 3O₂ → 2Fe2O، گرمي
• هي رد عمل تمام گهڻي گرمي خارج ڪري ٿو (ليزر جي توانائي کان تقريباً 3-5 ڀيرا!)، هي "مرڪب" توانائي جي ڪنجي آهي. هي اضافي گرمي مجموعي پگھلڻ/گيسيفڪيشن جي صلاحيت کي تمام گهڻو وڌائي ٿي.

3. جامع تعاون وارو عمل:

• اڳي گرم ڪرڻ ۽ اگنيشن: ليزر پهريان مقامي ڌاتو کي اگنيشن پوائنٽ تائين گرم ڪري ٿو.
• ٻرڻ خارجي گرمي: آڪسيجن جي انجيڪشن سان، ڌاتو تيزيءَ سان سڙي ٿو، ليزر جي فراهم ڪيل گرمي کان تمام گهڻي گرمي پيدا ڪري ٿو، ڌاتو کي تيزي سان ڳري ٿو يا اڃا به آڪسائيڊ ڪري ٿو، ۽ سليگ (خاص طور تي Feo ۽ Fe3o4) ٺاهي ٿو.
• ڦوڪ ڏيڻ ۽ ٺهڻ: هاءِ پريشر آڪسيجن گيس جي وهڪري جو هڪ ٻيو اهم ڪردار ڪٽنگ سيم مان رد عمل ذريعي پيدا ٿيندڙ پگھريل ڌاتو آڪسائيڊ (سلاگ) کي "هوا جي چاقو" وانگر زور سان ڦوڪيو وڃي ته جيئن هڪ صاف، نسبتاً هموار ڪٽنگ مٿاڇري ٺاهي سگهجي.

مسلسل: ليزر بيم اڳيان هلي ٿو، مسلسل نئين علائقي کي گرم ڪري ٿو، ۽ ٻرڻ جو رد عمل ليزر فوڪس کي اڳتي ۽ هيٺان ڪري ٿو، ۽ آخرڪار ورڪ پيس ۾ داخل ٿئي ٿو ۽ هڪ ڪٽ ٺاهي ٿو.

هي "مرڪب" طريقو ايترو ڪارآمد ڪيئن آهي؟ (فائدو)

1. ٿلهي پليٽن کي ڪٽڻ جي مضبوط صلاحيت:ڪاربان اسٽيل (جهڙوڪ گهٽ ڪاربان اسٽيل) لاءِ، ليزر آڪسيجن ڪٽڻ وچولي ۽ ٿلهي پليٽن کي ڪٽڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ قيمتي ۽ تيز ترين طريقو آهي (عام طور تي 6 ملي ميٽر کان وڌيڪ، 30 ملي ميٽر تائين يا ان کان به وڌيڪ ٿلهو). خالص ليزر پگھلڻ واري ڪٽڻ (جهڙوڪ نائٽروجن سان) کي ڌاتو کي ڳرڻ لاءِ مڪمل طور تي ليزر توانائي تي ڀروسو ڪرڻ جي ضرورت آهي، ٿلهي پليٽ جو چهرو ناکافي نظر اچي ٿو.

2. تيز ڪٽڻ جي رفتار:ڌاتو جي ٻرندڙ رد عمل جي ڪيميائي توانائي جي اضافي جي ڪري، ڪل توانائي ان پٽ هڪ واحد ليزر توانائي جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو وڌيڪ آهي، تنهنڪري ڪٽڻ جي رفتار ساڳئي طاقت هيٺ پگھلڻ واري ڪٽڻ کان تمام تيز آهي.

3سامان جي بجلي جي گهرج نسبتاً گهٽ آهي:ساڳئي ڪاربان اسٽيل کي ڪٽڻ لاءِ، ليزر آڪسيجن ڪٽڻ لاءِ گهربل ليزر پاور خالص ليزر پگھلڻ واري ڪٽڻ جي ڀيٽ ۾ تمام گهٽ ٿي سگهي ٿي، سامان جي قيمت ۽ توانائي جي استعمال کي گهٽائي ٿي.

4. سٺي ڪٽڻ جي معيار:ڪاربان اسٽيل جي ٿلهي پليٽن لاءِ، سٺي عمودي ۽ گهٽ سليگ (مثالي حالت) سان ڪٽڻ واري مٿاڇري حاصل ڪري سگهجي ٿي.

عمل جون خاصيتون ۽ حدون

1. مواد جي چونڊ:

• بنيادي طور تي رد عمل واري ڌاتو لاءِ: سڀ کان عام ۽ مثالي استعمال جو مواد ڪاربان اسٽيل آهي.

• اسٽينلیس اسٽيل، ايلومينيم، ٽامي، وغيره لاءِ مناسب ناهي:
• اسٽينلیس سٹیل: ڪروميم (Cr) ۽ ٻيا عنصر اعليٰ پگھلڻ واري نقطي آڪسائيڊ (جهڙوڪ Cr2O3) ٺاهيندا، جيڪي آڪسائيڊيشن رد عمل کي جاري رکڻ کان روڪيندا آهن، ۽ سليگ کي اڏائڻ آسان ناهي، جنهن جي نتيجي ۾ ڪٽڻ واري مٿاڇري ۽ سنگين سليگ لٽڪيل هوندي آهي.
• ايلومينيم ۽ ٽامي: ان جي آڪسائيڊس (Al2O3،CuO) جو پگھلڻ جو نقطو خود سبسٽريٽ جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو وڌيڪ آهي، جيڪو مٿاڇري کي سخت شيل وانگر ڍڪيندو آهي، رد عمل کي جاري رهڻ کان روڪيندو آهي، ۽ ليزر جي اعليٰ عڪاسي ڪندو آهي.

2. ڪٽڻ واري مٿاڇري جون خاصيتون:

• آڪسائيڊيشن جي رد عمل جي ڪري، ڪٽ جي مٿاڇري تي آڪسائيڊ پرت هوندي (بلونگ ٽريٽمينٽ وانگر) ۽ ٿوري ٿلهي ٿي سگهي ٿي (نائٽروجن ڪٽ جي روشن پاسي جي مقابلي ۾).
• هيٺان ٿوري سليگ لٽڪيل ٿي سگهي ٿي، جنهن کي پروسيس پيرا ميٽرز کي بهتر بڻائي گهٽ ۾ گهٽ ڪرڻ جي ضرورت آهي.

3. گرمي متاثر علائقو وڏو آهي:پرتشدد آڪسائيڊيشن رد عمل وڌيڪ گرمي پيدا ڪندو، جنهن جي نتيجي ۾ ورڪ پيس جو گرمي متاثر علائقو ليزر پگھلڻ ۽ ڪٽڻ کان وڌيڪ وسيع هوندو، ۽ ورڪ پيس جي مجموعي حرارتي خرابي ٿورو وڏو ٿي سگهي ٿو.

ٻين ڪٽڻ جي عملن سان مقابلو

بمقابله خالص ليزر نائٽروجن ڪٽڻ (پگھلڻ واري ڪٽڻ):

• نائٽروجن ڪٽڻ: ليزر ذريعي ڌاتو پگھلائڻ، تيز دٻاءُ واري نائٽروجن سان پگھل کي اڏائي ڇڏڻ. ڪو به آڪسائيڊيشن رد عمل ناهي، حصو روشن آهي ۽ ڪو به آڪسائيڊ پرت ناهي، پر رفتار سست آهي، گئس جو استعمال وڏو آهي، ۽ قيمت وڌيڪ آهي. اهو اسٽينلیس سٹیل، ايلومينيم، وغيره لاءِ موزون آهي، ۽ اهو ٿلهي ڪاربان اسٽيل لاءِ اقتصادي ناهي.
• آڪسيجن ڪٽڻ: آڪسائيڊيشن رد عمل جو اضافو، تيز رفتار، گهٽ قيمت، ڪاربان اسٽيل لاءِ موزون، پر حصي ۾ آڪسائيڊ پرت آهي.

بمقابله روايتي شعلي ڪٽڻ (آڪسي ايسٽيلين ڪٽڻ):

• روايتي شعلو: شعلا اڳي گرم ڪرڻ، خالص آڪسيجن ڪمبشن ڪٽڻ سان. سست اڳي گرم ڪرڻ، ويڪرو سلٽ، گهٽ درستگي ۽ وڏي حرارتي خرابي.
• ليزر آڪسيجن ڪٽڻ: اعليٰ توانائي واري ليزر جي درستگي سان، تيز گرم ڪرڻ سان، ڪٽڻ واري سيم تمام تنگ آهي (۽ ليزر اسپاٽ قطر)، اعليٰ درستگي، ايس ايم اي
• ll ڍلون، ننڍو حرارتي اثر، روايتي شعلي ڪٽڻ جي جديديت، اعليٰ درستگي وارو اپ گريڊ ورزن آهي.

خلاصو

ليزر فليم ڪمپوزٽ (ليزر آڪسيجن) ڪٽڻ واري مشين جو بنيادي اصول هڪ اعليٰ توانائي واري ليزر بيم کي استعمال ڪرڻ آهي ته جيئن خالص آڪسيجن ماحول ۾ ڌاتو (لوهه) جي پرتشدد ٻرندڙ رد عمل کي صحيح طور تي روشن ڪري سگهجي ۽ برقرار رکي سگهجي، ۽ ليزر جي حرارتي توانائي کي ڌاتو آڪسائيڊشن جي ڪيميائي توانائي سان گڏ ڪري "1 1>2" ڪٽڻ جو اثر حاصل ڪري سگهجي. اهو مڪمل طور تي ليزر جي اعليٰ درستگي ۽ اعليٰ فوڪس جي فائدن کي اعليٰ ڪارڪردگي ۽ آڪسيجن ٻرندڙ جي گهٽ قيمت جي فائدن سان گڏ ڪري ٿو، ان کي وچولي ۽ ٿلهي ڪاربان اسٽيل شيٽ ڪٽڻ جي ميدان ۾ هڪ ناقابل بدلائي مکيه وهڪرو عمل بڻائي ٿو.