ในอุตสาหกรรมแปรรูปโลหะ เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีประสิทธิภาพ ความแม่นยำ และความสามารถรอบด้าน หัวตัดเลเซอร์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการตัดทั้งหมด การออกแบบและการเลือกหัวฉีดส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการตัด รวมถึงความเร็วตัด ความแม่นยำในการตัด คุณภาพคมตัด และการใช้วัสดุ บทความนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบของหัวตัดด้วยเลเซอร์ต่อคุณภาพการตัดและการเลือกรูรับแสงของหัวฉีด

1. ผลกระทบของหัวตัดเลเซอร์ต่อคุณภาพการตัด

ความเร็วตัด:

ความเร็วตัดเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของประสิทธิภาพการตัดด้วยเลเซอร์ การออกแบบหัวฉีดมีผลกระทบอย่างมากต่อความเร็วในการตัด การออกแบบหัวฉีดที่เหมาะสมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของแก๊สและเพิ่มความเร็วในการตัด รูรับแสง รูปร่าง และระยะห่างจากหัวฉีดถึงชิ้นงาน ล้วนส่งผลต่อการไหลของแก๊ส การไหลของก๊าซที่ดีสามารถขจัดตะกรันได้อย่างรวดเร็วและป้องกันไม่ให้เกาะติดกับพื้นผิวการตัด จึงเพิ่มความเร็วในการตัด

ความแม่นยำในการตัด:

ความแม่นยำในการตัดจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพขั้นสุดท้ายของชิ้นงานที่ตัด ความแม่นยำและการวางแนวของหัวฉีดส่งผลโดยตรงต่อการโฟกัสและความแม่นยำในการตัดของลำแสงเลเซอร์ หากเส้นผ่านศูนย์กลางของรูหัวฉีดไม่เท่ากันหรือการจัดแนวหัวฉีดไม่ดี ลำแสงเลเซอร์จะเบี่ยงเบน ส่งผลให้เส้นทางการตัดไม่ถูกต้อง และส่งผลต่อคุณภาพการตัดขั้นสุดท้าย

คุณภาพขอบ:

คุณภาพคมตัดเป็นหนึ่งในเกณฑ์สำคัญในการประเมินคุณภาพการตัด การออกแบบหัวฉีดส่งผลต่อความสม่ำเสมอของการไหลของก๊าซและประสิทธิภาพในการกำจัดตะกรัน หัวฉีดที่เหมาะสมสามารถสร้างการไหลของอากาศที่สม่ำเสมอและเข้มข้น ลดการยึดเกาะของตะกรัน และได้คมตัดที่เรียบ คุณภาพของขอบมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับความง่ายของขั้นตอนการประมวลผลที่ตามมา

การใช้วัสดุ:

การออกแบบหัวฉีดที่ไม่ดีอาจส่งผลให้สิ้นเปลืองวัสดุมากขึ้น ตัวอย่างเช่น หากการไหลของก๊าซมีความเข้มข้นไม่เพียงพอ ก็จะเพิ่มโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนในการตัด ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป การเสียรูปหรือการเผาไหม้ของขอบวัสดุ และเพิ่มการสูญเสียวัสดุ ดังนั้นการออกแบบหัวฉีดจึงมีบทบาทสำคัญในการลดการใช้วัสดุและปรับปรุงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

2. การเลือกรูรับแสงของหัวฉีด

รูรับแสงของหัวฉีดเป็นตัวแปรสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพของการตัดด้วยเลเซอร์ ความต้องการวัสดุและการตัดที่แตกต่างกันต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางรูหัวฉีดที่แตกต่างกัน ต่อไปนี้เป็นปัจจัยบางประการที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกรูรับแสงของหัวฉีด:

ประเภทวัสดุและความหนา:

วัสดุแผ่นบาง: วัสดุแผ่นบางมักจะใช้หัวฉีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูเล็กกว่า (เช่น 1.0 มม. ถึง 1.5 มม.) เพื่อให้ได้ความแม่นยำในการตัดและคุณภาพคมตัดที่สูงขึ้น รูรับแสงที่เล็กลงทำให้เกิดการไหลเวียนของอากาศที่เข้มข้นและทรงพลังยิ่งขึ้น ช่วยขจัดตะกรันที่หลอมเหลวได้อย่างรวดเร็ว

วัสดุแผ่นหนา: วัสดุแผ่นหนามักจะต้องใช้หัวฉีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูใหญ่กว่า (เช่น 2.0 มม. ถึง 3.0 มม.) เพื่อให้อากาศไหลเวียนเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าตะกรันสามารถกำจัดออกได้ทันเวลา และป้องกันการเสียรูปของวัสดุในระหว่างกระบวนการตัด

ประเภทของแก๊สตัด:

ออกซิเจน: ออกซิเจนมักใช้สำหรับการตัดเหล็กคาร์บอน เมื่อใช้การตัดด้วยออกซิเจน จำเป็นต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางรูที่ใหญ่ขึ้น (เช่น 1.5 มม. ถึง 2.5 มม.) เพื่อให้อากาศไหลเวียนและผลการเผาไหม้ปฏิกิริยาเพียงพอ และปรับปรุงความเร็วและคุณภาพการตัด

ไนโตรเจน: ไนโตรเจนมักใช้สำหรับตัดสแตนเลสและอลูมิเนียม เนื่องจากไนโตรเจนไม่สนับสนุนการเผาไหม้ การใช้หัวฉีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูเล็กกว่า (เช่น 1.0 มม. ถึง 1.5 มม.) จึงสามารถให้แรงดันการไหลของอากาศสูงขึ้นและปรับปรุงคุณภาพการตัดได้

กำลังเลเซอร์:

โดยทั่วไปแล้ว เลเซอร์กำลังสูงต้องใช้หัวฉีดที่มีรูรับแสงขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อให้อากาศไหลเวียนได้มากขึ้นเพื่อระบายความร้อนบริเวณการตัดและกำจัดตะกรัน เลเซอร์กำลังต่ำสามารถใช้หัวฉีดที่มีรูรับแสงขนาดเล็กกว่าเพื่อให้ได้ความแม่นยำในการตัดที่สูงขึ้น

ความเร็วตัดและข้อกำหนดด้านคุณภาพ:

สำหรับการตัดด้วยความเร็วสูง การเลือกหัวฉีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูใหญ่กว่าจะช่วยเพิ่มอัตราการไหลของก๊าซได้ ซึ่งจะช่วยเร่งกระบวนการตัดให้เร็วขึ้น

สำหรับการตัดคุณภาพสูง การเลือกหัวฉีดออริฟิซที่เล็กลงจะช่วยให้สามารถควบคุมการไหลของก๊าซได้แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งรับประกันคุณภาพของคมตัด