برش لیزری و برش آب آلیاژهای تیتانیوم

برش لیزری از یک پرتو لیزر متمرکز و با چگالی بالا برای اسکن سطح قطعه کار استفاده می کند و به طور موضعی مواد را تا هزاران یا حتی ده ها هزار درجه سانتیگراد در مدت زمان بسیار کوتاهی گرم می کند و باعث می شود مواد تابیده شده به سرعت ذوب و تبخیر شوند. سوختن یا رسیدن به نقطه اشتعال . در همان زمان، مواد مذاب توسط جریان هوای پرسرعت کواکسیال با پرتو دمیده می شود تا قطعه کار بریده شود و به هدف برش مواد دست یابد.

عوامل اصلی موثر بر اثر برش لیزر:

1، پارامترهای فرآیند برش لیزری

پارامترهایی که کیفیت فناوری برش لیزری و ماشینکاری را اندازه می‌گیرند، عمدتاً شامل توان لیزر است.

برش لیزری مختلف

2. سرعت برش

بر سرعت برش لیزر تأثیر می گذارد. به طور کلی، هر چه انرژی لیزر بیشتر باشد، ضخامت مواد کمتر و فشار گاز برش بیشتر باشد، سرعت برش بیشتر است و بالعکس.

در طول عملیات در محل، سرعت برش لیزری نباید کورکورانه دنبال شود، بلکه باید کیفیت برش لیزر را نیز در نظر گرفت. به خصوص برای برخی از قطعات مکانیکی با شکل های عجیب و غریب، باید تعادل خاصی بین سرعت و کیفیت حفظ شود تا کیفیت محصول تضمین شود.

3. فشار گاز

گاز دمیده شده در برش لیزری دارای عملکردهای زیر است: اول، برای ذوب مواد فلزی برش و تکیه بر فشار گاز دمیده شده برای دمیدن فلز مایع برای ایجاد برش استفاده می شود. دوم، گاز ماده خام را خنک می کند و می تواند بخشی از آن را از انرژی منطقه برش بگیرد. بنابراین گاز تاثیر مهمی بر کیفیت برش دارد. هنگام پردازش مواد تیتانیوم، باید از گازهای بی اثر (آرگون یا نیتروژن) برای کاهش مشکل آلودگی اکسیداسیون مواد استفاده شود.

تاثیر برش لیزری مواد تیتانیوم بر محصولات نهایی:

1، فرز. برش لیزری مواد تیتانیوم معمولاً از آرگون یا نیتروژن به عنوان گاز کمکی استفاده می کند. کمی سرباره چسبنده در پایین برش تولید می شود، اما به راحتی حذف می شود. برش اکسیژن را جذب می کند و یک لایه اکسید سخت و شکننده ایجاد می کند.

2، تغییر شکل از آنجایی که برش مواد تیتانیوم گرمای زیادی تولید می کند، زمان پردازش محصول با گذشت زمان افزایش می یابد. اولین محصول و آخرین محصول تغییر شکل های متفاوتی دارند. عدم کاهش حرارت به موقع باعث تغییر شکل محصول می شود.

همانطور که در بالا ذکر شد، در مقدمه برش لیزری مواد تیتانیوم، می دانیم که برش لیزری گرما تولید می کند و باعث اکسیداسیون سطح برش می شود. و تغییر شکل حرارتی محصول به منظور حل مشکلات فوق، می توانیم از فناوری برش آب در هنگام برش آلیاژ تیتانیوم نیز استفاده کنیم.

پردازش آب برش: از فناوری فشار بسیار بالا برای فشار دادن آب معمولی شیر تا فشار 250-400Mpa استفاده می‌کند و سپس آن را از یک نازل سنگ قیمتی با قطر سوراخ داخلی حدود 0 عبور می‌دهد.{{ 3}}.35mm برای تشکیل یک جت با سرعت حدود 800-1000m/s. جت پرسرعت که معمولاً به عنوان "جت آب" شناخته می شود. "واتر جت" انرژی بالایی دارد و می توان از آن برای برش مواد پایه نرم استفاده کرد.

نمودار برش آب

برش با آب مواد تیتانیوم به طور کلی شامل افزودن مقدار مناسبی از مواد ساینده مانند ماسه کوارتز، سنباده و غیره به "جت آب" برای افزایش نیروی برش است.

هنگامی که مواد تیتانیوم توسط واترجت بریده می شود، ابتدا سوراخ می شود و سپس با سرعت معینی برش داده می شود. در نهایت، انرژی باقیمانده جریان شن و ماسه توسط کلکتور تطبیق داده می شود و در طول برش توسط واترجت تلف می شود. از اصل برش با جت آب به راحتی می توان دریافت که فشار آب، جریان ماسه و سرعت برش پارامترهای مهمی هستند که بر کیفیت برش مواد تأثیر می گذارند.

صفحه TC4/Gr5 را به عنوان مثال برای ایجاد جدول زیر در نظر بگیرید:

TC4/GR 5	فشار آب	جریان شن و ماسه	نرخ برش
T<10mm	375 مگاپاسکال	0.68 کیلوگرم در دقیقه	260 میلی متر در دقیقه
10 کمتر یا مساوی T کمتر یا مساوی 20	375 مگاپاسکال	0.68 کیلوگرم در دقیقه	150 میلی متر در دقیقه
20 کمتر یا مساوی T کمتر یا مساوی 30	375 مگاپاسکال	0.68 کیلوگرم در دقیقه	65 میلی متر در دقیقه
30 کمتر یا مساوی T کمتر یا مساوی 40	37 5 مگاپاسکال	0.68 کیلوگرم در دقیقه	48 میلی متر در دقیقه

صفحه تیتانیوم برش آب در محل

مزایای فناوری برش آب برای مواد تیتانیوم: فناوری برش آب یک روش پردازش سرد با ویژگی‌های دمای پایین قطعه کار، بدون منطقه تحت تأثیر حرارت و بدون تغییر شکل حرارتی در حین برش است.

محصولات صفحه تیتانیوم 30 میلی متری آب برش

معایب عبارتند از:

به دلیل استفاده از جریان آب پرفشار، نازل سنگ قیمتی تجهیزات واترجت بسیار فرسوده شده و نیاز به تعویض به موقع دارد.

باقی مانده در لبه برش سطح برش: برای صفحات تیتانیومی که خیلی ضخیم هستند. به عنوان مثال: صفحات بالای 10 میلی متر دارای اریب هستند (نمودار را ببینید).

نمودار شماتیک عیوب برش آب