از جمله مصالحی که در تولید ساختمان ها از آن استفاده می کنند؛ سنگ است. سنگ ها یادگار هزاران سال فشار و حرارت لایه های داخلی زمین به آهک و رسوبات هستند. بیش از صد نوع سنگ طبیعی وجود دارد اما تنها از چند نوع به خصوص می توان به عنوان سنگ ساختمانی استفاده کرد. سنگ هایی که برای ساختمان سازی استفاده می شوند؛ باید در برابر حرارت و تغییرات آب و هوایی مقاوم باشند و قیمت مناسبی داشته باشند. در برابر سایش و خمش که ناشی از عبور زیاد بر روی آن ها است مقاوم باشند و از زیبایی و رنگ بندی خوبی نیز برخوردار باشند. سنگ هایی که این ویژگی ها را داشته باشند برای استفاده در ساختمان و بخش های مختلف آن مناسب می باشد. ما در این مقاله ابتدا به بررسی انواع سنگ های ساختمانی پرداخته سپس نمونه های آن ها را شرح می دهیم پس با ما همراه باشید
هر نوک نازل برشکاری کویکه برای بالاترین میزان کیفیت و دقت در برشکاری طراحی شده است.
تمامی نوک نازل های سری 100 و سری ایپاچ، به گونه ای طراحی شده اند که از بازتاب اشعه و انفجار جلوگیری کنند.
همه ی نوک نازل ها از نظر حالت ، تناسب و عملکرد بررسی می شوند تا از نظر کیفیت عملکرد شعله گرم کننده و موتور اکسیژن آنها اطمینان حاصل شود.
نوک نازل های سری 100 مشعل برای تحمل آسیب های ناشی از بازتاب اشعه در شرایطی که تمامی نکات کویکه درمورد استفاده از آن به درستی رعایت شوند ضمانت می شوند.
کویکه دارای شهرتی جهانی بعنوان لیدر در زمینه ی برشکاری هواگاز می باشد. بخش عظیمی از شهرت کویکه مدیون کیفیت بالای ساخت نوک نازل هایش است. از آنجایی که یک نوک ضعیف کیفیت عملکرد نازل برشکاری را پایین می آورد، تلاش کویکه همواره بر انجام تحقیقات و پیشرفت در ساخت این محصول بوده است. آن چیزی که کویکه را از سایر رقبایش متمایز کرده تعهد آن بر تحقیق و توسعه ی سیستم های برشکاری است. مشتریان کویکه همواره از تاریخ بلند کارایی برشکاری های هواگاز، تحقیق و توسعه بر روی مشعل ها، تجربه برش مواد مختلف و نوآوری هایی مانند دستگاه تست بازدهی نوک نازل های برشکاری بهره مند بوده اند. کویکه با عملکرد فوق العاده نوک نازل هایش همواره پشتیبان مشتریان خود بوده است. اگر میخواهید برشکاری شما با دقیق ترین استانداردها انجام شود و برشکاری دقیق، امن و اقتصادی داشته باشید کویکی بهترین انتخاب برای شماست.
برای اطمینان از دستیابی به کیفیت بالای نوک نازل برشکاری ، کویکه سطح برشکاری را چک کرده و از معیارهای زیر برای بررسی سطح کیفیت برشکاری استفاده میکند :
1. سطح صاف (کمترین بریدگی)
2. بدون ضایعات بالایی
3. کمترین میزان ذوب شدگی سطح بالایی
4. بدون ضایعات پایینی
علاوه بر معیارهای ذکر شده، نوک نازل های کویکه شرایط زیر را نیز در برمیگیرند :
1. بیشترین سرعت
2. عملکرد امن و استوار
3. مصرف اقتصادی سوخت گاز
برای بهره مندی از معیارها و شرایط ذکر شده، نوک نازل کویکه باید جریان اکسیژن بالا و کارآمدی را حفظ کند و شعله ی گرم کننده ی یکنواختی داشته باشد. به تحقیقات کویکه توجه کنید :
1. اشکال و اندازه های متنوع نوک قسمت ورودی برش اکسیژن
2. ابتدا مخلوطی از اکسیژن و سوخت گاز را در لوله ها، محفظه مخلوط شدن گاز و قسمت خروجی گرم کنید.
در نتیجه ی این تحقیقات، کویکه نوک نازل واگرا را توسعه داد. خروجی دستگاه برشکاری نیز مکمل این نوک واگرا است.این نوک نازل، نتیجه ی طراحی مهندسی گسترده ی دپارتمان مهندسی کویکه است. کویکه از یک ضد زنگ انحصاری با پوشش فولادی برای کسب اطمینان از مقاومت نوک نازلها استفاده می کند.بنابراین فناوری نوک واگرا به تولید نوک نازل هایی از جنس فلز نان-فلایت با سوراخ هایی کوچک منجر شد. تعهد کویکه به تحقیقات خود و طراحی نوک نازل های برشکاری هواگاز به وضوح در کیفیت بالای محصولات نهایی آن قابل مشاهده است.
از آنجایی که عملیات جوشکاری و برشکاری احتمال آسیب رسانی از طریق انفجار و سایر حوادث ناخواسته را دارد باید از کوچک ترین شعله و بازتاب آن جلوگیری شود. در نتیجه ، کویکه متعهد است از ایمنی عملیات برشکاری برای مشتریان خود اطمینان حاصل کند ودر زمینه ی طراحی نوک نازل های برشکاری، توجهی ویژه به جلوگیری از انفجار کند.
1. انفجار : گرمای اولیه به داخل مشعل جریان معکوس پیدا میکند.
2. فلش بک : شعله به لبه ی نوک نازل منحرف می شود.
3. مقاومت فلش بک : شعله به محل مخلوط شدن گاز در نوک نازل برمیگردد و آن را ذوب میکند.
خطرناک ترین این موارد فلش بک و مقاومت فلش بک است. کویکی این دو مشکل را از طریق تحقیقات دقیق و پروسه ی طراحی خود حل کرده است. در مورد مشکل فلش بک ، راه حل کویکه توسعه ی اثر ونتوری سوخت بر روی نوک نازل است. فشار متوسط و مداوم نوک نازل برگشت جریان اکسیژن گرم کننده به سمت سوخت گازمیشود، بنابراین سوخت گاز به محل مخلوط شدن گازها وارد می شود. این حالت مشکلات زیادی برای خود شعله و همچنین محصولی که در حال برشکاری است بوجود می آورد. فلش بک در زمان سوخت رسانی ایجاد می شود. راه حل کویکه برای این مشکل ایجاد اثر ونتور بر روی نوک نازل برشکاری است. این کار بوسیله ی اکسیژن گرم کننده ی پر سرعت انجام می شود. سوخت گاز برای جلوگیری از مخلوط شدن گازها در لوله ی مشعل به داخل نوک نازل مکیده می شود و به این ترتیب از فلش بک در زمان احتراق جلوگیری می شود.
مقاومت فلش بک ممکن است هنگام گرفتگی نوک نازل با دوده و خاکستر در حین عملیات برشکاری اتفاق بیفتد. کویکه دریافته است که اندازه گیری نسبت دقیق دیامتر به اکسیژن گرم کننده ، سوخت گاز و محفظه ی مخلوط شدن گازها، هنگامی که نوک نازل با دوده مسدود می شود باعث خاموش شدن شعله می شود. بدین ترتیب از مقاومت فلش بک نیز جلوگیری می شود.
جلوگیری از انفجار، نشان دهنده ی تلاش های بی دریغ کویکه در تحقیقات، عملکرد و طراحی برای تولید محصولات بهتر را نشان میدهد.
اره نواری یک دستگاه برشکاری خطی است. تیغه های این دستگاه از صدها دندانه و کانال تشکیل شده اند. کانال ها در واقع مجراهای خنک کننده ای هستند که با استفاده از خنک کننده و دندانه ها عمل برشکاری را انجام میدهند. طول مشخصی از این تیغه های برشکاری در انتها به هم جوش خورده اند تا حلقه ای یکپارچه به اسم تیغه ی برشکاری بوجود آورد.
تیغه های برشکاری طول، عرض و ضخامت های متفاوتی دارند و همچنین نوع دندانه های تیغه ی آنها بسیار متنوع است. تیغه های دستگاه برشکاری توانایی برش انواع مختلفی از مواد را دارند. برای این کار سه فاکتور باید در نظر گرفته شود: 1)سوخت 2)سرعت 3)کشش تسمه
سوخت : نیرویی که به تیغه وارد میشود تا تیغه به داخل قطعه کار نفوذ کند بستگی به سوخت دارد هرچه قطعه سخت تر و محکم تر باشد به سوخت بیشتری نیاز است.
سرعت : سرعت حرکت تیغه ی برشکاری بر روی قطعه ی کار به سختی قطعه بستگی دارد. هرچه قطعه سخت تر باشد تیغه بر روی قطعه کندتر عمل میکند. تیغه ی برشکاری هنگام حرکت بر روی قطعه، گرما و اصطکاک سایشی ایجاد میکند. این سرعت با واحد متر بر ثانیه محاسبه میشود.
میلگرد M040 از دسته فولادهای آلیاژی حرارت پذیر است که به خوبی جوشکاری شده و شکل می گیرد. میزان کروم موجود در این فولاد باعث افزایش مقاومت حرارتی در آن می شود.
کشش تسمه : به سفتی نسبی تسمه پس از آنکه بر روی چرخ ها تنظیم شد کشش تسمه می گویند. سفتی مناسب برای ایجاد برش های متناسب و صاف لازم است و این میزان با استفاده از فشارسنج اندازه گیری می شود.
بسیار مهم است که هر 3 فاکتور ذکر شده بطور متناسبی با یکدیگر اندازه گیری و هماهنگ شوند تا برش هایی متناسب با آنچه که برای هر محصول مشخص است بدست بیاورید.
جهت مشاوره و خرید با شماره های 02122247000 | 09108697000 تماس حاصل فرمائید.
فولاد آلیاژی از آهن است که بین ۰٫۰۰۲ تا ۲٫۱ درصد وزن آن کربن است. خواص فولاد به کمک تغییر در درصد کربن، عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی قابل کنترل است. استفاده از فولاد به دلیل استحکام کشش نهایی زیاد و قیمت نسبتاً پایین آن در ساخت صنایع مختلفی از قبیل ساختمان سازی، سازههای زیرساختی، ابزارها، کشتیها، قطارها، خودروها، ماشین آلات، تجهیزات و سلاحهای نظامی کاربرد گسترده دارد.
امروزه برای تولید فولاد از روشهای نوینی مانند، فولادسازی به روش اکسیژن قلیایی (BOS)، استفاده میشود که علاوه بر کاهش قیمتها، منجر به افزایش خلوص فولاد تولیدی نیز گردیدهاست. فولاد یکی از بیشترین مواد تولید شده توسط انسان است و سالانه تقریباً بیش از ۱٫۶ میلیارد تن فولاد در سراسر جهان تولید میشود.
استحکام فولاد با «میزان کربن محلول» به شدت افزایش مییابد اما از طرفی این افزایش استحکام باعث کاهش قابلیت جوشکاری و افزایش احتمال شکست ترد میشود. استحکام فولادهای فریتی (فِرومغناطیس) رابطه معکوسی با شکلپذیری دارد. تلفیق استحکام و شکلپذیری با پایدارسازی فاز آستنیت (پارامغناطیس) در فولادهای مدرن چند فازی قابل بهبود است.
مشاهده این مطلب » فروشندگان فولاد در تهران
برای ساخت برخی قطعات فولادی که شکل پیچیده یا تیراژ کمی دارند لازم است به صورت جداگانه ریختگری انجام شود که در صنعت به آن فولادریزی گفته میشود.
فرایند ذوبریزی فولاد همانند چدنریزی میباشد، چون فولاد مذاب هنگام سرد شدن و انجماد دچار انقباض میشود، بایستی قطعات فولادی را از هر سو ۱٫۵٪ تا ۲٪ بزرگتر ساخت تکه شکا پس از انجماد فولاد مذاب، تکهٔ فولادی به اندازهٔ ساخته شده درآید.
حتی در یک بازه کوچک از غلظتهای مختلف کربن و آهن که فولاد را میسازند، میتوان ساختارهای میکروسکوپی مختلف با خواصی کاملاً متفاوت ایجاد کرد.
پایدارترین حالت آهن خالص در دمای اتاق معمولی ساختار مکعبی وسط-بدنی (body-centered cubic) است که alpha iron یا α-iron خوانده میشود. آهن آلفا یک فلز نسبتاً نرم بوده و توان حل کردن کربن زیادی ندارد. افزودن کربن به α-iron باعث تولید فریت (ferrite) میشود.
در دمای ۹۱۰ درجه سلسیوس آهن خالص تبدیل به ساختار مکعبی وسط-وجهی (FCC) میشود که gamma iron یا γ-iron خوانده میشود. افزودن کربن به γ-iron باعث تولید آستنیت (austenite) میشود.
پل فلزی
از فولادی که تا ۰٫۲ درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده میشود.
فولاد متوسط ۰٫۲ تا ۰٫۶ درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار میبرند.
فولادی که ۰٫۶ تا ۱٫۵ درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده میشود.
ناخالصیهای آهن و تولید فولاد
آهنی که از کوره بلند خارج میشود، چدن نامیده میشود که دارای مقادیر قابل توجهی کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیوم میباشد.
{\displaystyle {\ce {MnO + SiO2 <=>> MnSiO3}}}
{\displaystyle {\ce {MnO + SiO2 <=>> MnSiO3}}}
افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن
منگنز،
فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل میشوند و
با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج میشوند. گوگرد به صورت
سولفید وارد سرباره میشود و کربن هم میسوزد و مونوکسید کربن (CO) یا
دیاکسید کربن (CO۲) در میآید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک
ذوب اسیدی که معمولاً دیاکسید سیلسیم (SiO۲) است، بکار میبرند:
(MnO + SiO2 —-> MnSiO3(l
و
چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک
ذوب بازی که معمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه
میکنند:
{\displaystyle {\ce {MgO + SiO2 <=>> MgSiO2}}}
{\displaystyle {\ce {MgO + SiO2 <=>> MgSiO2}}}
{\displaystyle {\ce {6MgO + P4O10 <=>> 2Mg3(PO4)2}}}
{\displaystyle {\ce {6MgO + P4O10 <=>> 2Mg3(PO4)2}}}
شرکت ثمین تجارت فعالیت خود را در زمینه عرضه و تامین انواع ورق فولادی آغاز نموده است.جهت مشاوره و خرید با شماره های 02122247000 | 09108697000 تماس حاصل فرمائید.
برشکاری | برش لیزری | مزایا برش لیزری | 02122247000|برش لیزری (به انگلیسی: Laser cutting) فناوری است که در آن از اشعه لیزر برای برش اجسام استفاده میشود؛ و نوعاً از این فناوری در زمینه صنعت استفاده میشود. برش لیزری توسط استعمال اشعه لیزر از یک خروجی قوی لیزر روی اجسامی که میخواهند بریده شوند انجام میشود. قسمتی از جسم مورد نظر که بریده میشود یا آب میشود یا میسوزد یا تصعید میشود و توسط فشار گاز از روی جسم پاک میشود؛ و سر انجام سطح بریده شده با کیفیت خیلی عالی ایجاد میشود. لیزر صنعتی در صنایع مختلفی مانند صنایع نظامی، ساختمانی، هوافضا، پزشکی، آزمایشگاهی و پژوهشی، ارتباطاتی، فیزیک، شیمی و … کاربرد دارد.
مشاهده محصولات تسمه فولادی ثمین تجارت کلیک کنید
تاریخچه
در سال ۱۹۶۵ اولین دستگاه برش لیزری برای ایجاد سوراخ در قالبهای الماس استفاده شدهاست. این دستگاه توسط مرکز تحقیقات Western Electric Engineering ساخته شد. در سال۱۹۶۷ بریتانیا در ساخت دستگاه برش لیزری به کمک جت اکسیژن برای برش فلزات پیشگام شد. در اوایل سال۱۹۷۰ این تکنولوژی در کاربردهای هوافضا برای برش تیتانیم بهکار گرفته شد. در همان موقع لیزرهای CO2 برای برش غیر فلزات مانند:پارچه و … بهکار گرفته شد؛ چراکه در آن زمان لیزر CO2 به اندازه کافی برای غلبه بر هدایت حرارتی فلزات قدرتمند نبود.
صنایعی مانند خودروسازی، ابزاردقیق، صنایع نظامی، صنعت چرم و پوشاک، صنایع مهندسی، ساخت و تولید، چوب و دکور، صنایع سنگ و … از جمله مواردی هستند که استفاده وسیعی از دستگاه برش لیزر دارند. باتوجه به قطعه نهایی مورد نیاز دستگاه برش لیزر یا دستگاه حکاکی لیزر استفاده میشود. دستگاههای برش لیزری به دو گروه فلزی و غیر فلزی تقسیم میشوند هر دستگاهی با قدرت (وات) و قابلیتهای مختلفی تولید میشود که موارد استفاده آن متفاوت است.
مشاهده محصولات ورق فولادی ثمین تجارت کلیک کنید
اشعهٔ لیزر از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تخلیهٔ الکتریکی یا تابش یک لامپ در یک محفظه بسته تولید میشود. با تحریک مادهٔ مولد لیزر پرتو با استفاده از تکههای آینه منعکس میشود تا انرژی لازم برای تبدیل شدن به یک جریان نور تکرنگ منسجم را به دست آورد. آینه یا فیبر نوری معمولاً برای هدایت نور منسجم به لنز دستگاه استفاده میشود. این لنز در نقطهٔ کاری دستگاه متمرکز شدهاست. باریکترین قسمت پرتو متمرکز شده قطری کمتر از ۰/۳۲میلیمتر دارد.
عملکرد دستگاه برش لیزر به این صورت است که ابتدا اشعه لیزری از هد دستگاه بر روی جسمی که قصد برش یا حکاکی آن را داریم تابیده میشود و سپس این پرتوی لیزری با توجه به میزان قدرتی که برای آن تعریف شدهاست قسمت مورد نظر را برش میدهد یا موجب تصعید آن میشود (حکاکی) و در پایان قسمتهای برش خورده با گاز فشار بالا از روی جسم برداشته شده تا سطح صاف و صیقلی قطعه اصلی باقی بماند.
دستگاههای تولید لیزر میتوانند انواع مختلفی از لیزر را ایجاد نمایند. این لیزرها بااسامی: لیزر گازی، لیزر شیمیایی، لیزر رادیو اکتیو، لیزر جامد شناخته میشوند. بیشترین استفاده در صنعت تنها از دو نوع لیزر گازی و لیزر جامد است. این دو نوع لیزر خود از بخشهای مختلفی تشکیل شدهاند به عنوان مثال میتوان گفت که در بین لیزرهای صنعتی، گازی Co2 بیشترین میزان استفاده را دارد. چرا که از آن برای برش و ایجاد حکاکی بر روی انواع مختلف وسایل اعم از فلزات و غیر فلزات میتوان استفاده نمود.
دستگاههای لیزر در نوع خاص CO2 و فایبر ساخته میشوند که هر یک دارای مزایایی هستند. در لیزر فایبر برخلاف CO2 هیچکدام از قطعات یا آینههای به کار رفته در آن حرکتی نداشته و ثابت اند و به همین دلیل از نظر هزینه کلی بسیار سودمندتر خواهند بود.
سهولت در بهکارگیری، کیفیت و تمیزی (عدم وجود لبههای اضافی در قسمتهای برش خورده) محصول نهایی از مزایای استفاده از برش لیزری به جای برشهای مکانیکی و سنتی است. از آنجایی که از ابتدای شروع عملیات برش تا پایان کار، پرتو لیزر به صورت مداوم و یکنواخت عمل برش را انجام میدهد، دقت کار افزایش مییابد.
احتمال تاب برداشتن ماده در برش لیزر بسیار کم است چون، ناحیهٔ مؤثر حرارتی در این فرایند بسیار کوچک میباشد.
برش لیزری به علت دقت بالاتر و مصرف انرژی کمتر در هنگام برش، مزیت بیشتری نسبت به برش پلاسما دارد. با این وجود اغلب دستگاههای برش لیزری نمیتوانند ضخامتی بیشتر از ضخامت برش دستگاههای پلاسما را برش دهند. امروزه دستگاههای برش لیزری قویتری نیز در حال تولید است تا بتوانند ضخامتهای بیشتری را برش دهند اما هزینهٔ تمام شدهٔ این دستگاهها بیشتر از دستگاههای برش پلاسما است. مهمترین مزیت استفاده از دستگاه برش لیزر جهت برش فلزات و غیر فلز، سرعت و دقت بالای کار میباشد
مشاهده محصولات چهارپهلو فولادی ثمین تجارت کلیک کنید
لیزرها انواع مختلفی مانند لیزر گازی، لیزر شیمیایی، لیزر رادیواکتیو، لیزر جامد، لیزر فیبری و … دارند، اما در صنعت از دو نوع لیزرهای گازی و جامد استفاده میشود. لیزرهای پرکاربرد استفاده شده در دستگاههای برش لیزر صنعتی عبارتند از:
۱) لیزر CO2 که برای برش، حکاکی و تضعیف ماده مناسب است.
۲)لیزرهای نئودیمیم(Nd) و لیزرهای نئودیمیم-ایتریم-آلومینیوم-گارنت(Nd-YAG) میباشند. این دو لیزر سبک و روشی یکسان دارند و تفاوت آنها در کاربردشان میباشد. لیزر Nd برای تضعیف ماده و در مواقعی که قدرت زیاد و تکرار پذیری بالا مدنظر است به کار میرود. لیزر Nd-YAG برای تضعیف ماده و حکاکی روی قطعه و در مواقعی که قدرت بسیار زیاد مورد نیاز است، استفاده میشود.
هرسه نوع لیزر یاد شده را میتوان برای جوشکاری نیز استفاده کرد.
لیزر CO2 برای برشکاری صنعتی بسیاری از مواد از جمله فولاد، آلومینیوم، فولاد ضدزنگ، تیتانیم، کاغذ، موم، پلاستیک، چوب و پارچه استفاده میشود. لیزر YAG در درجهٔ اول برای برش و حکاکی فلزات و سرامیکها استفاده میشود.
ژنراتور دستگاه لیزر و اپتیک خارجی (لنز فوکوسکننده) نیاز به خنک کاری دارند. بسته به اندازه و پیکربندی دستگاه، گرمای اضافی ممکن است مستقیماً یا توسط یک خنککننده به هوا منتقل شود. معمولاً از آب به عنوان خنککننده استفاده میشود که توسط سیستم خنککننده به گردش در میآید.
لیزر میکروجت (لیزر هدایت شده با واترجت)
هدایت
پرتو لیزر به وسیلهٔ جت آب است. در این دستگاه پرتو لیزر با جت آب کم فشار
همراه است. لیزر وظیفه اصلی برش را برعهده دارد درحالی که جت آب پرتو لیزر
را هدایت میکند. عمل هدایت پرتو از طریق بازتاب داخلی کلی انجام میشود.
مانند آنچه که در فیبر نوری اتفاق میافتد. در این روش، آب علاوه بر از بین
بردن اثرات تخریبی ناشی از برش، سطح ماده را نیز خنککاری میکند که
ازجمله مزایای این روش به حساب میآید.
تاریخچه
جین دانیل کلادون (۱۸۰۲–۱۸۹۳) دریافت که اگر پرتو نوری را از آبی که از سوراخ کوچک یک مخزن به بیرون ریخته میشود عبور دهد، نور همراه با آب خم میشود. بعد هادر سال ۱۹۹۳ دانشمندان در مؤسسهٔ فناوری سوییس، موفق شدند لیزر هدایت شده با واترجت به نام لیزر ماکروجت را اختراع کنند.
ساختار
پرتو لیزر توسط لولهای هدایت میشود تا اینکه به اتاقک تحت فشار آب میرسد. طراحی لیزر و لوله به گونهای است که لیزر با انرژی زیاد را به واترجت میرساند. واترجتی که از لوله بیرون ریخته میشود، پرتو لیزر را با هدف بازتاب کامل آن پوشش میدهد، درست مانند فیبر نوری شیشهای معمولی؛ بنابراین میتوان واترجت را به عنوان شار هدایت نور با طول متغیر در نظر گرفت. به علت اینکه در این دستگاه از لیزر پالسی استفاده میشود، واتر جت که بهطور پیوسته در حال انجام کار است میتواند سریعاً سطح قطعه را خنک کند. نتیجه کار، برشی باریک، موازی، تمیز و بدون هیچ گونه آسیب دیدگی گرمایی است.
در لیزر این دستگاه معمولاً از لیزر حالت جامد پالسی ان دی یگ استفاده میشود. توان خروجی میانگین این دستگاه ۵۰ تا۲۰۰ وات میباشد. زمان پالس آن نیز حدود ۰٫۱ تا۱۰۰ میکروثانیه میباشد. پمپ آب آن این لیزر فشاری حدود ۲۰ تا ۵۰۰ بار دارد. خروجی آب آن نیز ۵ تا ۷۵ میلی لیتر در دقیقه میباشد.
همانطور که مشاهده میشود، در لیزر واترجت (سمت راستی) قطعه نیاز ندارد در نقطه کانونی قرارگیرد. همچنین دیوارههای موازی در برش ایجاد میکند و نسبت ابعاد در برش زیاد دارد. ناحیهٔ تحت تأثیر گرما قرار گرفته ندارد یا خیلی اندک است. همچنین مواد مذاب در پایین قطعه جمع نمیشوند در لیزرهای معمولی (سمت چپ) عکس مطالب فوق اتفاق میافتد.
مزیتها
از مزایای این
دستگاه میتوان گفت که اندازهٔ گرینهای قطعه در طی فرایند تغییر نمیکند،
همچنین ترکهای کوچک در قطعه ایجاد نمیکند، اکسیداسیون به وجود نمیآید و
همچنین در طی فرایند، قطعه تاب برنمیدارد. همچنین تکانهٔ زیادی که واترجت
دارد، باعث میشود که مواد ذوب شده به قطعه نچسبند. با این دستگاه حتی
میتوان قطعاتی که محلول در آب هستند نیز برش داد. این دستگاه نیروی اندکی
روی قطعه وارد میکند. به علت اینکه واترجت مانند فیبر برای پرتو عمل
میکند، در نتیجه پرتو نقطهٔ کانونی ندارد و همواره پرتوهای موازی از خود
ساطع میکند؛ بنابراین لزومی به قرارگیری قطعه در فاصلهٔ کانونی پرتو نیست و
حتی قطعاتی که در فاصلهٔ زیاد از پرتو قرار دارند نیز به راحتی برش
میخورند؛ بنابراین کیفیت دستگاه ثابت میماند.
کاربردها
۱. برش قطعات حساس پزشکی مثل برش لولههای مصرفی در رگ بازسازی:’
رگبازسازی در درمان بیماریهای قلبی و باز نگاه داشتن رگهای کرونر مسدود یا تنگ شده کاربرد عام دارد. از آنجا که لولهٔ گفته شده در تماس دائم، مستقیم و پرتکرار خون و پلاسمای خون میباشد، این قطعات بایستی کاملاً صیقلی و عاری از هر نوع ضایعات و سوختگی نامطلوب ناشی از برش باشند؛ که در غیر این صورت زائدهها و سوختگیهای سطح فلز سبب جذب چربی، پلاسما و سایر مواد محلول در خون میشوند که بر اثر انباشتگی این مواد لولهٔ تعبیه شده نیز مسدود میشود. این قطعات از جنس استیل ضدزنگ، نیکل و تیتانیم هستند. اگر استیل ضدزنگ با ضخامت۱۵۰ میکرومتر را با لیزر عادی برش دهیم، میسوزد.
۲. استنسیل کردن:
بهطور کلی استنسیل، قطعهٔ نازک پلاستیک یا هر مادهٔ غیرقابل نفوذ است که روی سطح آن طرحهای بریده شده قرار دارد. این قطعه روی صفحهای قرار میگیرد و اجازهٔ عبور رنگ را از داخل قطعات بریده شده عبور میدهد. از این لیزر همچنین در استنسیل کردن فلزات استفاده میشود. از استنسیل کردن فلزات در به کار بردن خمیر لحیم روی بردهای مدار چاپی استفاده میشود. همچنین ماسک لحیم کاری که معمولاً از فلز یا مواد پلاستیکی متخلخل ساخته میشود را جهت انتقال چسب یا خمیر لحیم کاری به رویهٔ شاسی الکترونیکی به کار گرفته میشود. اما دقت انتقال چسب ار طریق استنسیلهایی که برشهای آن از طریق لیزر انجام میشود چنان بالاست که اتصال کوتاه نامطلوب به حداقل میرسد.
۳. برش الماس خام:
این لیزر در برش الماس خام نیز مورد استفاده قرار میگیرد. الماس خام طول موج رنگ سبز ۵۳۲ نانومتر این لیزر را جذب میکند بنابراین بدون شکستگی و ناهمواریهای سطح بریده میشود. در این روش الماس کاملاً به صورت موازی برش میخورد به علاوه الماسهای ضخیم دیگر تنها از یک طرف بریده میشوند. این در حالی است که برش الماسهای ضخیم با لیزرهای عادی از دو جهت انجام میشود.
۴. برش سلول خورشیدی:
در مطالعات اخیر نشان داده شدهاست که به علت سرد ماندن قطعه هنگام برش و در نتیجه تحت تأثیر قرار نگرفتن بهرهٔ الکتریکی قطعه، از این لیزر برای برش سلولهای خورشیدی استفاده میشود. آورد برای بالا بردن بهرهٔ سلولهای خورشیدی باید تمام اتصالات سلول خورشیدی را به پشت قطعه منتقل کنند. این امر با سوراخ کردن سطح سلول با لیزر واترجت امکانپذیر است. بهرهٔ سلولهای خورشیدی با اضافه کردن ناخالصی به اتصالات آن نیز افزایش مییابد. برای این کار از یک روش انقلابی استفاده میکنند. یعنی از جت فسفریک اسید به جای واترجت استفاده میکنند.
.
یکی
دیگر از کاربردهای مناسب واترجت لیزر در ارتقا کیفیت نازلها میباشد.
نازلها در شیرهای فشار شکن که در انواع ماشینهای تبرید تراکمی کاربرد عام
دارند، و همچنین در نازل انژکتورهای سوخت اتوموبیلها نقش مؤثری در
راندمان ماشین ایفا میکنند قطر خروجی نازل با زمان تبخیر مایع خارج شده از
نوک نازل نسبت مستقیم دارد (سوپر هیت پوینت)بهطوریکه هرچه قطر نازل
کمتر، ذرات خروجی ریزتر و زمان تبخیر کمتر خواهد بود. از طرفی دیگر ناصافی
حفرهٔ ایجاد شده در نازلها سبب پایین آمدن راندمان و دشوار شدن کنترل
خروجی مایع میشود؛ لذا سوراخ کاری از طریق لیزر واترجت این امکان را فراهم
میآورد که در یخچالها، کولرها و همچنین سوخت پاشهای اتومبیل بتوانیم هر
چه راحتتر مایع را به گاز تبدیل کنیم به عبارت دیگر در اتومبیلها به این
طریق نسبت ترکیب سوخت با اکسیژن بهبود مییابد در نتیجه شاهد اتومبیلهای
کم مصرف تر با آلودگی کمتر خواهیم بود.
لیزر فیبر
یک نوع از
لیزرهای حالت جامد است که به سرعت در صنعت برش فلز در حال رشد است. برخلاف
لیزر CO2 تکنولوژی فیبر با بهرهگیری از محیط جذب جامد به عنوان گاز یا
مایع مخالف عمل میکند. دانهٔ لیزر پرتوی لیزر را تولید میکند و پس از آن
پرتو در الیاف شیشهای(Glass Fiber) تقویت میشود. با طول موجی در حدود
۱/۰۶۴ میکرومتر لیزر فیبر، نقطه اثر بسیار کوچکی(۱۰۰ برابر کوچکتر از نقطهٔ
اثر لیزر CO2) ایجاد میکند که این نوع لیزر را برای برش مواد فلزی
بازتابنده، مؤثر میسازد.
لیزر فیبر در ایران
تولید این نوع لیزر
در ایران برای اولین بار در نخستین سمپوزیوم لیزر ایران (۲۹ آگوست – ۵
سپتامبر ۱۹۷۱) توسط دکتر علی جوان و دکتر تئودور میمن مورد صحبت قرار گرفت،
اما به دلیل ناموجود بودن زیرساخت های مناسب این امر تا سال 2015 به طول
انجامید. نهایتا نمونه ی اولیه این لیزر توسط گروه تحقیقاتی صاایران و بیمر
نمونه هایی به طول موج ۱/۰۶۴ میکرومتر در توان ۱۰۰ وات ساخته شد.
انواع روشهای برش فلزات توسط لیزر
روشهای مختلفی در برش با استفاده از لیزر وجود دارد. برخی از این روشها عبارتند از:
تبخیر ماده
ذوب ماده به همراه دمیدن گاز پرفشار
سوزاندن
ایجاد شکاف به وسیله تنشهای حرارتی
برش سرد
برش
تبخیری: در این روش حرارت پرتو متمرکز شده، دمای نقطه اثر رابه دمای نقطهٔ
جوش میرساند و موجب تبخیر ماده و ایجاد حفره میشود. این روش برای برش
موادی استفاده میشود که ذوب نمیشوند مانند:چوب، کربن و پلاستیکهای
ترموست.
برش ذوبی به همراه دمیدن گاز پرفشار: در این روش ابتدا پرتوی
لیزر، ماده مورد نظر را در نقطهٔ کاری به دمای نقطه ذوب میرساند. بلافاصله
با استفاده از جریان پرفشار یک گاز (معمولاً هوا) به نقطهٔ مورد نظر
ضربهای وارد شده و باعث ریزش مواد ذوب شده از روی جسم مورد نظر میشود. در
این روش نیازی به بالا بردن دما به اندازهای بیشتر از نقطهٔ ذوب ماده
نیست در نتیجه دستگاه قدرت مصرفی کمتری دارد. از این روش عموماً برای برش
فلزات استفاده میشود.
برش با ایجاد شکاف به وسیله تنشهای حرارتی:مواد
ترد به شکستگی حرارتی حساس میباشند. از این ویژگی مواد ترد در روش یاد
شدهاستفاده میشود. اشعهٔ لیزر روی سطح ماده متمرکز شده و باعث ایجاد
حرارت موضعی و انبساط حرارتی میشود. این عمل باعث ایجاد شکاف در ماده شده و
با حرکت دادن پرتو میتوان آن را هدایت کرد تا برش مد نظر اتفاق بیفتد.
این روش عموماً برای برش لیزری شیشهها و مواد شیشه مانند استفاده میشود.
توان
تیوب دستگاه نیز از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا توسط این تیوب لیزر
میتوان هزینه تولید پرتو لیزر را کاهش داد ولی اگر از آن استفاده نشود
تولید پرتو لیزر بسیار پر هزینه و سخت است. این توان قابل تغییر است که
برای کار روی متریالهای متفاوت توان این لیزر را میتوان تغییر داد.
یکی
از بزرگترین صنایعی که از دستگاه برش لیزری برای تولید محصولات خود
استفاده میکند، صنایع تولید درب حفاظ و نرده و نمای فلزی است. این دستگاه
با استفاده از پرتوهای پرقدرت لیزر با قدرت نفوذ پذیری فوقالعاده بالا
قادر است ورقهای فولادی را از ضخامتهای چند میلیمتر تا چند سانتیمتری
به راحتی برش دهد.
تلرانس و پرداخت سطح
برشهای لیزری جدید دارای دقتی در حدود ۲۵ میکرومتر(۰٫۰۱ میلیمتر) هستند.
زبری استاندارد سطح (Rz) با ضخامت ورق افزایش مییابد اما با قدرت لیزر و سرعت برش کاهش مییابد.
مصرف انرژی
مهمترین
اشکال دستگاههای برش لیزر مصرف زیاد برق آنها است. بازدهی لیزرهای صنعتی
چیزی در حدود ۵ تا ۴۵ درصد است.مقدار قدرت مورد نیاز برای برش لیزر در یک
کار بخصوص به نوع ماده، ضخامت، روش مورد استفاده و نرخ برش مدنظر، بستگی
دارد.
نرخ تولید و برش
حداکثر نرخ برش توسط عواملی چون قدرت لیزر،
ضخامت ماده، نوع فرایند مورد استفاده و خواص مواد محدود شدهاست. برای همهٔ
مقاصد و اهداف، یک لیزر میتواند تا ۳۰ برابر سریعتر از یک ارهٔ
استاندارد باشد. دستگاههای برش CNC با هدایت کامپیوتری و توسط لیزری که از
آنها متساطع میشود عملیات مختلفی مانند برش لیزری، حک لیزری و … را
انجام میدهند. این دستگاهها مزایای زیادی دارند، مثلاً سرعت بسیار بالایی
دارند و با توجه به هدایت شدن توسط کامپیوتر، خروجیهای کاملاً یکسانی
دارند.