كيف تقوم ماكينة القطع بالليزر CNC بإدارة المناطق المتأثرة بالحرارة لتقليل تشوه المواد أو تغير لونها أثناء القطع؟- Jiangsu Weiyang Heavy Industry Technology Co., Ltd.

فهم المناطق المتأثرة بالحرارة (HAZ)
تشير المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) إلى المنطقة المجاورة لقطع الليزر حيث تتعرض المادة لتغيرات حرارية لا تذوب المادة تمامًا ولكنها تغير بنيتها الدقيقة أو خواصها الميكانيكية أو تشطيب سطحها. في المعادن، يمكن أن يسبب HAZ نمو الحبوب، وانخفاض الصلابة، والضغوط المتبقية بينما في المواد البلاستيكية والمواد المركبة يمكن أن يؤدي إلى ذوبان أو تغير اللون أو التشوه . يعد التحكم في HAZ أمرًا بالغ الأهمية للمحافظة عليه دقة الأبعاد وجودة الحافة والسلامة الهيكلية من الشغل. يمكن أن تؤدي المناطق الخطرة المفرطة إلى الإضرار بالتفاوتات الصارمة في الأجزاء الدقيقة، وتنتج علامات حروق قبيحة، وتؤدي إلى إضعاف المواد، وهو أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في تطبيقات الطيران والسيارات والتطبيقات الطبية. يعد فهم التوصيل الحراري للمادة ونقطة الانصهار وقابلية الأكسدة أمرًا ضروريًا لإدارة HAZ الفعالة في عمليات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي.

قوة الليزر وتحسين السرعة
واحدة من أكثر الطرق فعالية للتحكم في HAZ هي التعديل الدقيق لقوة الليزر وسرعة القطع . قواطع الليزر باستخدام الحاسب الآلي السماح للمشغلين بتخصيص إعدادات الطاقة وفقًا لنوع المادة وسمكها، مما يضمن طاقة كافية لقطع المادة مع تقليل مدخلات الحرارة الزائدة. تُستخدم عادةً عمليات القطع عالية السرعة ومنخفضة الطاقة للمواد الرقيقة أو الحساسة للحرارة لمنع التشويه أو التفحم، في حين أن المعادن السميكة قد تتطلب قطعًا أبطأ مع تعديل الطاقة المتحكم فيه للسماح للحرارة بالتبدد تدريجيًا. يؤدي تحسين هذه المعلمات أيضًا إلى تقليل الإجهاد الحراري ومخاطر حدوث ذلك التكسير الجزئي أو التشويه المتبقي مما يضمن تخفيضات دقيقة وعالية الجودة. إن الحفاظ على سرعة قطع ثابتة بالنسبة إلى طاقة الليزر يمنع ارتفاع درجة الحرارة الموضعية ويعزز جودة الحافة الموحدة.

تعديل النبض والتحكم في التردد
تستخدم قواطع الليزر CNC الحديثة بشكل متكرر عملية الليزر النبضي بدلاً من إخراج الموجة المستمرة لتقليل التعرض الحراري. توفر أشعة الليزر النبضية الطاقة في دفعات منفصلة، مما يسمح للمادة بالتبريد جزئيًا بين النبضات وتقليل المناطق المعرضة للخطر بشكل عام. عن طريق ضبط مدة النبضة والتردد ودورة العمل ، يمكن للمشغلين التحكم بدقة في الحمل الحراري المطبق على المادة. وهذا مهم بشكل خاص للمواد الحساسة أو الرقيقة المعرضة للتآكل ذوبان أو تغير اللون أو التصفيح . تعديل النبض لا يقلل من الاعوجاج فحسب، بل يعزز أيضًا دقة القطع للتصميمات المعقدة أو الميزات الدقيقة. إلى جانب تعديلات السرعة المناسبة، فإن التشغيل النبضي يمكّن ماكينات القطع بالليزر CNC من الحفاظ عليها حواف حادة ونظيفة مع الحد الأدنى من التدهور الحراري .

تقنيات الغاز والتبريد المساعدة
استخدام الغازات المساعدة ، مثل النيتروجين أو الأكسجين أو الهواء، تلعب دورًا رئيسيًا في إدارة المناطق الخطرة. تعمل الغازات الخاملة مثل النيتروجين على حماية المادة من الأكسدة في نفس الوقت تبريد منطقة القطع ‎تقليل تغير اللون والتشوه الحراري. يمكن أن يعزز الأكسجين كفاءة القطع في المعادن ولكن يجب أن يكون متوازنًا لمنع أكسدة الحواف المفرطة. تتضمن أيضًا بعض قواطع الليزر CNC أنظمة التبريد الموضعية ، مثل الهواء الموجه أو التركيبات المبردة بالماء الموجودة أسفل قطعة العمل، والتي تبدد الحرارة بسرعة من المناطق المتضررة من المناطق المتضررة. تعمل هذه التقنيات على تقليل التراكم الحراري، ومنع الاعوجاج، وتحسين جودة الحافة. تعد أنظمة تدفق الغاز والتبريد التي تم تكوينها بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص عند قطع الألواح الكبيرة أو الأشكال الهندسية المعقدة، حيث يمكن أن يكون تراكم الحرارة كبيرًا خلال عمليات القطع الممتدة.

التحكم في الشعاع المركز وتحسين البصريات
يعد التحكم الدقيق في تركيز شعاع الليزر أمرًا ضروريًا لتقليل المخاطر المعرضة للخطر. بواسطة تركيز بقعة الليزر بدقة على سطح المادة ، وتتركز الطاقة فقط عند الحاجة، مما يقلل من التدفئة غير المرغوب فيها في المناطق المجاورة. غالبًا ما تتميز قواطع الليزر CNC تعديلات التركيز الديناميكي التي تحافظ على التركيز الأمثل للشعاع حتى عند قطع المواد ذات السماكات المختلفة أو اتباع الخطوط المعقدة. تعد الصيانة المنتظمة للبصريات، بما في ذلك تنظيف العدسات ومحاذاة المرآة، أمرًا بالغ الأهمية لمنع تشتت الشعاع، مما قد يؤدي إلى توسيع المنطقة الخطرة. تضمن البصريات عالية الجودة والتوصيل الدقيق للشعاع تطبيق الحرارة بكفاءة وإنتاجية حواف نظيفة مع الحد الأدنى من التشوه الحراري أو تغير اللون ، حتى أثناء عمليات الإنتاج عالية السرعة.