टाइटेनियम सामग्री के लिए लेजर कटिंग का विश्लेषण

लेजर कटिंग प्रसंस्करण के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली उच्च परिशुद्धता वाली प्रक्रिया हैटाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री. छोटे ताप प्रभावित क्षेत्र, उच्च गुणवत्ता वाले कटिंग किनारों और मजबूत लचीलेपन के कारण इसे एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरणों, रासायनिक उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू किया जाता है।

 

 

लेज़र कटिंग का मुख्य तकनीकी सिद्धांत उच्च {{0}ऊर्जा -घनत्व वाले लेज़र बीम का थर्मल प्रभाव और वाष्पीकरण काटने की प्रक्रिया है:

 

1. एक उच्च -शक्ति लेजर का लक्ष्य टाइटेनियम सामग्री की सतह पर है। यह तुरंत स्थानीय तापमान को टाइटेनियम के क्वथनांक तक बढ़ा सकता है और सामग्री को तेजी से वाष्पित कर छेद बना सकता है।

 

2. कटिंग हेड नोजल के माध्यम से सहायक गैस का छिड़काव किया जाता है। यह काटने वाले क्षेत्र से वाष्पीकृत टाइटेनियम को उड़ा देता है और हवा को बाहर रखता है। इसलिए यह टाइटेनियम को उच्च तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने से रोकता है और भंगुर टाइटेनियम ऑक्साइड बनाता है।

 

3. जब लेजर बीम और वर्कपीस एक दूसरे के सापेक्ष चलते हैं, तो छेद काटने के रास्ते पर फैल जाएंगे, और अंत में एक सतत काटने वाली सतह बन जाएगी।

 

 

 

भौतिक गुण उनकी काटने की कठिनाई और प्रक्रिया विशिष्टताओं को प्रभावित करते हैं:

 

1. उच्च प्रतिक्रियाशीलता: टाइटेनियम उच्च तापमान पर O, N और H जैसे तत्वों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है। टाइटेनियम ऑक्साइड काटने वाले किनारे की कठोरता को कम कर देता है और दरारें भी पैदा कर सकता है, इसलिए हमें अक्रिय गैस सुरक्षा का उपयोग करने की आवश्यकता है।

 

2. उच्च तापीय चालकता: टाइटेनियम में स्टील की तुलना में कम तापीय चालकता होती है, लेकिन यह स्टेनलेस स्टील से अधिक होती है। काटने के दौरान आसपास के क्षेत्र में गर्मी आसानी से प्रवाहित होती है। अत्यधिक गर्मी से प्रभावित क्षेत्र से बचने के लिए इसे लेजर शक्ति और काटने की गति के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

 

3.उच्च गलनांक/क्वथनांक: हमें उच्च ऊर्जा घनत्व वाले लेजर बीम की आवश्यकता है। आमतौर पर, हमें एक फाइबर लेजर का चयन करना चाहिए और फोकस्ड स्पॉट व्यास को 0.1-0.3 मिमी के बीच नियंत्रित करना चाहिए।

 

4. कटिंग गुणवत्ता के लाभ: प्लाज्मा कटिंग और वॉटरजेट कटिंग के विपरीत, लेजर {{1} कट टाइटेनियम सामग्री में चिकनी क्रॉस अनुभाग और उच्च लंबवतता होती है, यह पीसने के बिना उच्च सटीकता घटकों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।

 

 

1. सामग्री पूर्व उपचार और क्लैम्पिंग

काटने से पहले, काटने की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाली अशुद्धियों से बचने के लिए टाइटेनियम सामग्री की सतह से तेल के दाग और ऑक्साइड स्केल हटा दें।

काटने के दौरान, आयामी विचलन पैदा करने वाले थर्मल विरूपण को रोकने के लिए, वर्कपीस को मजबूती से पकड़ने के लिए वैक्यूम सोखना या विशेष फिक्स्चर का उपयोग करें।

 

2. मोटी प्लेट और पतली प्लेट कटिंग के बीच अंतर

पतली प्लेटें (＜3मिमी): काटने की गति बढ़ाएं, लेजर शक्ति कम करें, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र को कम करें। यह सटीक भाग प्रसंस्करण (चिकित्सा प्रत्यारोपण) के लिए उपयुक्त हो सकता है।

मोटी प्लेटें (>10 मिमी): सेगमेंटल और मल्टीपल कटिंग के लिए पल्स मोड के साथ मिलकर लेजर पावर को बढ़ाने की जरूरत है। इस बीच, हमें स्लैग का पूर्ण निर्वहन सुनिश्चित करने के लिए सहायक गैस दबाव बढ़ाने की आवश्यकता है।

 

 

समस्याएँ	कारण	समाधान
काटने वाले किनारों का ऑक्सीकरण और मलिनकिरण	सहायक गैस की अपर्याप्त शुद्धता/कम दबाव	उच्चशुद्धता वाले आर्गन का उपयोग करें; गैस का दबाव बढ़ाएँ
कटने पर गड़गड़ाहट	फोकल स्थिति विचलन/अत्यधिक तेज गति	केंद्र बिंदु को कैलिब्रेट करें; काटने की गति कम करें
अत्यधिक बड़ा ताप-प्रभावित क्षेत्र	अत्यधिक उच्च लेजर शक्ति/अत्यधिक धीमी गति	शक्ति मिलान को अनुकूलित करें-गति मिलान; स्पंदित लेजर का प्रयोग करें
प्लेट विरूपण	ताप सघनता/अपर्याप्त क्लैम्पिंग	ठंडा करने के उपाय जोड़ें; निर्धारण के लिए बहु-प्वाइंट फिक्स्चर का उपयोग करें