دانلود مقاله رشته برق
برش مواد با اشعه لیزر
مقدمه:
برش لیزری اجسام بر پایۀ فرآیندهایی است که در نتیجۀ تأثیر دمائی تشعشع ( پرتو ) شامل بخار شدن جسم، ذوب و جداشدن آن از منطقۀ برش، بوجود می آیند. پرتو لیزری متمركز شده ضمن ایجاد تجمع بالای انرژی، امکان آن را می دهد که عملاً هر نوع مواد و آلیاژهای ساختاری و ابزاری را صرفنظر از خصوصیات فیزیکی ـ حرارتی آنها از یکدیگر جدا کنیم. در این حالت خطوط برش باریک با حداقل مساحت تأثیر دمایی ( در اطراف آنها ) بوجود می آیند. به هنگام برش، تأثیر مکانیکی و فیزیکی (برخورد مستقیم) بر روی جسم برش یافته وجود نداشته و دفور مه شدن (تعییر شکل ناخواسته) اجسام حداقل است . در برش لیزری اجسام با رژیم تبخیری، شدت توان بالا درحدود107 تا 108 وات بر سانتیمتر مربع را بکار می برند که این شدت برش به شکل بخار یا مادۀ چگالیده می باشد. چنین برشی، با لیزرهای ضربه ای متناوب تأمین می شود.
در نتیجۀ گرم شدن سریع سطح جسم تا نقطۀ جوش، مقدار فاز مایع در ابتدای محل برش ناچیز است. این امر باعث می شود که کیفیت سطح محل برش بالا و مطلوب باشد. البته برش لیزری در رژیم تبخیری، انرژی خیلی بالایی مصرف می کند وبه همین دلیل، راندمان و بازده فرایند بالایی ندارد. در صنایع، بیشترین استفاده را برش لیزری اجسام در رژیم ذوب و جداشدن گداختۀ حاصله ازمحل برش دارد. انجام برش های عمیق با تولید مقدار مادۀ گداختۀ بالا همراه است. به همین دلیل، از آنجا که خط محل برشِ عمیقی، گداخته و ذوب می شود، برای حمل و دورکردن مادۀ گداخته، از جریان گاز مکملّی که هم محور با پرتو لیزری به منطقه برش داده می شود، استفاده می کنند.
در برش به روش ذوب و دورکردن گداخته، به مراتب انرژی کمتری مورد نیاز است. خصوصیات مواد تأثیر زیادی بر فرآیند برش لیزر وگاز دارند. استفاده از جریان اکسیژن برای برش فولادهای مقاوم در برابر زنگ زدگی و فولادهای کربن دار درمقایسه با استفاده از گاز بی اثر یا هوا به مراتب موثرتر است. لیکن در برش لیزر و گاز آلیاژهای تیتانی، بهترین کیفیت برش در صورت استفاده از گازهای بی اثر (آرگون، هلیم) و یا هوای فشرده بدست می آید. در برش آلیاژهای آلومینیمی، شدت توان بیشترین نسبت به برش فولادها مورد نیاز است و در شرایط یکسان، برش آلیاژهای مسی که هدایت گرمایی بالایی دارند، شدت توان بیشتری نیاز دارد. برش لیزری و بریدن مسیرها و مدارهای قطعات و ابزارهایی از مواد ساختاری، ابزاری و ترکیبی، اهمیت عملی دارند. در برش لیزری شمشهایی ازمواد ورقه ای، سرعت برش بستگی به حداقل شعاع انحناء مسیر برش دارد. در برش اتوماتیک (خودکار)، شعاع قطعه باید کمتر از واگرائی و انحراف بین نقطۀ اولیه و نقطۀ پایانی مسیر (مدار) بسته باشد.
در برش اجسام و قطعات بر روی مسیر خط منحنی، هنگام دور زدن زاویه های آنها، سرعت جابجایی به لحاظ کمّی تغییر می یابد. البته کاهش سرعت برش، باعث تغییر سطح مقطع محل برش و ناصاف تر شدن سطح جسم می شود. دستۀ پرتولیزری متمركز شده به محل برش، در شرایط خاصّی، جسم را تا دمای ذوب و بالاتر از آن گرم می کند که این امر باعث ذوب و تبخیر جسم می شود. با جابجا شدن پرتو در امتداد مسیر ومدار مشخص شده و دور شدن مادۀ گداخته (در برش لیزر و گاز وبا جریان گازی)، خط برش بوجود می آید. برش لیزری مواد، چشم اندازهای استفادۀ وسیعی دارد. این امر بدان جهت است که دستۀ پرتولیزری، ابزار منحصر به فردی است که برای برش اجسام مختلف کاربرد داشته و خط برش نازک و با کیفیتی بجا می گذارد که عرض آن تقریباً برابر با قطر لکۀ پرتوی است که به سطح کانونی تابیده می شود، بُراده تولید نمی کند و بدون انتقال مستقیم نیروی برش به جسم موردنظر، کار می کند.
کلمات کلیدی:
پرتو لیزری
اشعه لیزر
برش لیزری اجسام
فهرست مطالب
مقدمه: 2
چكیده كاربرد لیزر در صنعت 4
برش لیزری اجسام 5
شکل1 ـ اشكال تاباندن دستۀ پرتولیزری به سطح مورد نظر : 9
شکل 2 ـ شِمای تاباندن پنج مختصاتی پرتو لیزری متمركز شده به سطح حجمی پیچیدۀ محل مورد نظر 10
شکل ـ3 شکلهای کلی کار کلاهک لیزری دستگاه پنج مختصاتی: 11
2ـ عواملی که بر برش لیزری اجسام تأثیرمیگذارند. 12
شکل 4ـ کلاهک برای برش اجسام: 13
شکل 6ـ نسبت سرعت برش به شعاع پرتو برای فولاد 16
شکل 7ـ نسبت سرعت برش به ضخامت فولاد مقاوم در برابر زنگ زدگی 17
شکل 8ـ بستگی توان آستانه به سرعت برش: X18H10T، عرض نمونهها: 1، 5/1 ،2 و3 میلیمتر 17
شکل 9ـ بستگی سرعت برش (V) به توان لیزر (P) با مقادیر مختلف 19
شکل 30 ـ10ـ شكل دستگاهی برای برش لیزری 22
شکل (12)ـ بستگی زمان فعال شدن ذوب شکل (11)ـ بستگی زمان برقراری توزیع به شدت توان تشعشع ثابت دما به سرعت برش 27
شکل 13 بستگی سرعت برش به شدت توان جریان متمركز شدۀ پرتولیزری 28
شکل 15ـ شِمای دستگاهی برای ماشین کاری لیزری در برش 30
شکل 16ـ مجموعۀ تکنولوژیکی لیزری: 1ـ دستگاه کنترل برنامهای ـ عددی 33
جدول 3-1- رژیمهای برش مواد تركیبی با استفاده از پرتو پیوسته لیزری 34
جدول 3-2- رژیمهای برش لیزری مواد غیر فلزی 34
منابع و ماخذ: 36
قیمت: 38٬000 تومان
قیمت: 43٬500 تومان
قیمت: 30٬000 تومان