शीट धातु प्रसंस्करण में लेज़र काटने और मोड़ने के लिए मुख्य सावधानियाँ

लेजर कटिंगः सामग्री-विशिष्ट पैरामीटर अनुकूलन

उच्च गुणवत्ता वाले लेजर कटिंग की नींव यह समझने में निहित है कि प्रत्येक सामग्री लेजर बीम के लिए अलग-अलग प्रतिक्रिया करती है और इसके लिए अलग-अलग पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता होती है। कार्बन स्टील मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है ऑक्सीकरण काटना , जहां ऑक्सीजन अतिरिक्त एक्सोथर्मिक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए गर्म सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करता है जो प्रवेश को बढ़ाता है और पिघलने को दूर करता है . मध्यम और पतली कार्बन स्टील प्लेटों के लिए एक नकारात्मक फोकस स्थिति ऊर्जा घनत्व को बढ़ाता है और एक संकीर्ण किनारे का उत्पादन करता है, तेजी से काटने की गति का समर्थन करता है . मोटी प्लेटों के लिए, सकारात्मक फोकस लेजर स्पॉट को चौड़ा करता है और ऑक्सीकरण प्रक्रिया को स्थिर करने के लिए सतह ताप को बढ़ाता है .

इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम के लिए, सहायक गैस के रूप में नाइट्रोजन स्वच्छ, ऑक्सीकरण मुक्त किनारों को प्राप्त करने के लिए . 2 मिमी से कम मोटाई वाले स्टेनलेस स्टील या एल्यूमीनियम के लिए, -1 मिमी का हल्का डिफोकस साफ किनारों का उत्पादन करता है . 4 मिमी से कम कार्बन स्टील 0 मिमी (सतह पर) पर फोकस बनाए रखना चाहिए . सहायक गैस दबाव का चयन भी उतना ही महत्वपूर्ण हैः कार्बन स्टील को ऑक्सीजन के साथ काटने के लिए, दबाव आमतौर पर 0.8 से 2 बार तक होना चाहिए। अत्यधिक दबाव कटाव को ठंडा करता है और दहन प्रतिक्रिया दक्षता को कम करता है, जिससे बोर का गठन होता है। नाइट्रोजन के साथ स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम काटने के लिए, दबाव पर्याप्त रूप से उच्च होना चाहिए, आमतौर पर 10 से 20 बार, प्रभावी रूप से पिघले हुए सामग्री को हटाने के लिए।

लेजर कटिंग: फोकस पोजीशन, गैस चयन और नोजल ऊंचाई नियंत्रण

तीन मौलिक मापदंडोंफोकस स्थिति, गैस चयन सहायता, और नोजल ऊंचाईलेजर काटने के ऑपरेशन की सफलता या विफलता निर्धारित करते हैं। गलत फोकस स्थिति, चाहे बहुत ऊंची हो या बहुत कम, बर्स और जले हुए किनारों का उत्पादन करेगी . आधुनिक लेजर सिस्टम बुद्धिमान पैरामीटर मिलान सुविधाओं से लाभान्वित होते हैं जो स्वचालित रूप से सामग्री और ग्राफिक्स की पहचान करते हैं और एक क्लिक के साथ इष्टतम काटने के मापदंडों से मेल खाते हैं, परीक्षण और त्रुटि सेटअप समय को कम करते हैं .

नोजल की ऊंचाई को लगातार बनाए रखा जाना चाहिए बहुत करीब से टक्कर का खतरा पैदा होता है, जबकि बहुत दूर से गड़बड़ कटौती होती है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए अनुशंसित सीमा 0.8 से 1.2 मिमी है . स्वचालित ऊंचाई नियंत्रण का उपयोग करने से लगातार परिणाम सुनिश्चित होते हैं . पतली स्टेनलेस स्टील शीट के लिए ऑपरेटरों को नाइट्रोजन सहायक गैस का उपयोग करते समय विशेष रूप से जलने के निशान से बचने के लिए बिजली को थोड़ा कम करना चाहिए और फ़ीड दर बढ़ाना चाहिए . 2 मिमी से कम पतले हल्के स्टील या गैर-महत्वपूर्ण खत्म के लिए, हवा नाइट्रोजन को सहायक गैस के रूप में बदल सकती है, जिससे गैस की लागत 70% तक कम हो जाती है .

लेज़र कटिंग: गर्मी-प्रभावित क्षेत्र, विकृति और किनारे की गुणवत्ता नियंत्रण

गर्मी-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) ऊष्मीय कटिंग का अपरिहार्य परिणाम है, लेकिन इसके प्रभाव को सावधानीपूर्ण पैरामीटर अनुकूलन के माध्यम से कम किया जा सकता है। लेज़र कटिंग सभी ऊष्मीय कटिंग तकनीकों में सबसे छोटा HAZ उत्पन्न करती है, क्योंकि यह बहुत छोटे क्षेत्र पर गर्मी लगाती है। हालाँकि, स्टेनलेस स्टील के लिए अत्यधिक गर्मी सुरक्षात्मक क्रोमियम ऑक्साइड परत को कमज़ोर कर सकती है, जिससे संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है।

चादर में विकृति पतली सामग्री को कम संरचनात्मक दृढ़ता के साथ प्रोसेस करते समय एक सामान्य चुनौती है विकृति तब होती है जब तापीय तनाव सामग्री के समतल बने रहने की क्षमता से अधिक हो जाता है विकृति को रोकने के लिए, ऑपरेटरों को केवल एक साफ कट बनाने के लिए आवश्यक शक्ति का ही उपयोग करना चाहिए, तापीय अनुमति को कम करने के लिए अनुशंसित सीमा के भीतर कटिंग गति बढ़ानी चाहिए, और फोकस स्थिति को नियमित रूप से सत्यापित करना चाहिए कटिंग टेबल पर सही शीट समर्थन आवश्यक है—अपर्याप्त समर्थन के कारण गर्म किए गए भाग प्रोसेसिंग के दौरान झुक सकते हैं या ऊपर उठ सकते हैं . स्मार्ट नेस्टिंग और कटिंग अनुक्रम थर्मल तनाव को काफी कम कर सकते हैं, क्योंकि वे गर्मी को पूरी शीट पर समान रूप से वितरित करते हैं और एक ही क्षेत्र में कटिंग के केंद्रित होने से बचाते हैं . छोटे भागों के लिए, जो कटिंग के दौरान हिलने के झोंके में होते हैं, माइक्रो-जॉइंट्स (छोटे टैब) टुकड़ों के उलटने या उठने से रोकते हैं, जिससे भागों और लेज़र हेड दोनों की सुरक्षा होती है .

बेंडिंग: स्प्रिंगबैक को समझना और उसकी भरपाई करना

स्प्रिंगबैक शायद सटीक शीट मेटल बेंडिंग में सबसे लगातार चुनौती है। जब बेंडिंग के बाद रैम पीछे हटता है, तो सामग्री लोचदार रूप से वापस आ जाती है—स्प्रिंगबैक कोण को खोल देता है . यदि एक प्रोग्राम किया गया ९०-डिग्री स्ट्रोक ९२-डिग्री का अंतिम कोण देता है, तो यह अंतर सामग्री के व्यवहार में है, मशीन की त्रुटि में नहीं .

अलग-अलग सामग्रियाँ अलग-अलग स्प्रिंगबैक विशेषताएँ दिखाती हैं। 304 स्टेनलेस स्टील आमतौर पर २ से ३ डिग्री का स्प्रिंगबैक होता है। माइल्ड स्टील का स्प्रिंगबैक बेंड कोण के १० से २० प्रतिशत तक हो सकता है; ६०-डिग्री का बेंड प्राप्त करने के लिए ६६ डिग्री तक बनाने की आवश्यकता हो सकती है सामग्री की अधिक ताकत और बड़ी मोड़ त्रिज्या के साथ, स्प्रिंगबैक प्रभाव अधिक होता है समान प्रक्रिया के तहत, पतली प्लेटें आमतौर पर मोटी प्लेटों की तुलना में अधिक स्पष्ट स्प्रिंगबैक दिखाती हैं एक ही सामग्री के अलग-अलग बैचों या अलग-अलग रोलिंग दिशाओं से भी अलग-अलग स्प्रिंगबैक व्यवहार देखा जा सकता है .

नियंत्रित अत्यधिक मोड़ना स्प्रिंगबैक की भरपाई के लिए सबसे सीधी विधि है। ऑपरेटर वास्तविक सामग्री का उपयोग करके एक परीक्षण मोड़ करते हैं, वास्तविक कोण को मापते हैं, और स्प्रिंगबैक मान की गणना करते हैं। उदाहरण के लिए, ९०° के कार्यक्रम के बाद ९२° प्राप्त करना लगभग २° के अतिरिक्त मोड़ की भरपाई की आवश्यकता को दर्शाता है आधुनिक सीएनसी प्रणालियाँ कोण सुधार को नियंत्रण इंटरफ़ेस में सीधे करने की अनुमति देती हैं, जिससे प्रत्येक बार मैनुअल समायोजन के बिना निरंतर उत्पादन संभव हो जाता है .

मोड़ना: औज़ार का चयन, टनेज और धातु की रेखा की दिशा

उपकरण चयन वस्प्रिंगबैक को कम करने और सटीक बेंड प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एक सामान्य गलती V-डाई खुलने का उपयोग करना है जो बहुत चौड़ा हो, जिससे बेंड त्रिज्या बढ़ जाती है और परिणामस्वरूप वस्प्रिंगबैक बढ़ जाता है । सामान्य नियम के अनुसार: मृदु इस्पात के लिए, सामग्री की मोटाई के ६ से ८ गुना का V-खुलना उपयोग करें; स्टेनलेस स्टील के लिए, लचीली पुनर्प्राप्ति को नियंत्रित करने के लिए V-खुलना थोड़ा कम करें .

सामग्री-विशिष्ट उपकरण आवश्यकताएँ काफी भिन्न होती हैं। स्टेनलेस स्टील (304, 316) , सामग्री मजबूत है लेकिन कम सहनशील है, उच्च तन्य सामर्थ्य और बढ़ी हुई वस्प्रिंगबैक के साथ। सर्वोत्तम प्रथाओं में बड़ी बेंड त्रिज्या का उपयोग करना, मृदु इस्पात की तुलना में बड़ी V-डाई का उपयोग करना और अधिक टनेज लगाना शामिल है । स्टेनलेस स्टील की समान मोटाई को मोड़ने के लिए मृदु इस्पात की तुलना में लगभग ५०% अधिक टनेज की आवश्यकता होती है। सतह पर खरोंच की समस्या है—सुरक्षात्मक फिल्म या पॉलिश किए गए उपकरण का उपयोग करें . के लिए एल्युमीनियम (5052, 6061) , सामग्री ग्रेड के अनुसार काफी भिन्न होती है। ५०५२ हल्का और नरम है, जबकि ६०६१-टी६ भंगुर है और दरार लगने के प्रवण है चिड़िया के वी-डाईज़ का उपयोग करें ताकि दरारें कम हो सकें, कसी हुई मोड़ों के लिए ऐनील्ड सामग्री पर विचार करें, और तेज़ पंच के बजाय त्रिज्या उपकरण का उपयोग करें . अनाज की दिशा सभी सामग्रियों के लिए अनुप्रस्थ दिशा में मोड़ना महत्वपूर्ण है: धातु के रेखाओं के अनुप्रस्थ मोड़ने से मजबूत मोड़ बनते हैं, जबकि धातु के रेखाओं के अनुदिश मोड़ने से दरारें आने का खतरा बढ़ जाता है .

मोड़ना: छेदों, स्लॉट्स और मोड़ राहत के लिए डिज़ाइन विचार

डिज़ाइन विशेषताओं को मोड़ने के दौरान विकृति से बचने के लिए सावधानी से रखा जाना चाहिए। छेद मोड़ की रेखा के बहुत पास रखे गए छेद मोड़ने की प्रक्रिया के दौरान अंडाकार आकार में खिंच जाएँगे छेद के किनारे से मोड़ की रेखा तक न्यूनतम अनुशंसित दूरी सामग्री की मोटाई के दोगुनी (2T) है, जबकि अनुशंसित मान 3T और मोड़ की त्रिज्या का योग है दो छेदों के बीच या एक छेद और बाहरी किनारे के बीच शेष सामग्री (ब्रिज) कम से कम सामग्री की मोटाई के बराबर होनी चाहिए; यदि ब्रिज बहुत पतला है, तो लेज़र कटिंग से उत्पन्न गर्मी वार्पिंग या पिघलने का कारण बन सकती है .

द आंतरिक बेंड त्रिज्या सूक्ष्म-दरारों या सामग्री की विफलता को रोकने के लिए यह सामग्री की मोटाई से छोटा नहीं होना चाहिए। 3 मिमी तक की मोटाई वाले इस्पात (SPCC) के लिए अनुशंसित न्यूनतम आंतरिक त्रिज्या 1T है; स्टेनलेस स्टील (SUS304/316L) के लिए यह 1.5T है; और एल्यूमीनियम (AL5052/6061) के लिए यह 1T है . बेंड रिलीफ कट बेंड क्षेत्र के निकट स्थित छोटे कट हैं, जो धातु पर तनाव को कम करके दरारों, फटने और अवांछित बेंड को रोकते हैं जब कोई फ्लैंज मोड़ा जाता है, तो जड़ के स्थान पर सामग्री बाहर की ओर दब जाती है, जिससे "साइड बल्ज" बनता है—यदि क्षेत्र को किसी अन्य सतह के साथ समतल रूप से स्थित होना है, तो बेंड रिलीफ कट शामिल करना आवश्यक है न्यूट्रल अक्ष की स्थिति को निर्धारित करने वाला K-फैक्टर, अंतिम उत्पाद को डिज़ाइन आयामों के अनुरूप बनाए रखने के लिए सामग्री और निर्माण विधि के आधार पर सही ढंग से सेट किया जाना चाहिए सामान्य K-फैक्टर सीमाएँ मृदु इस्पात के लिए 0.41–0.44, एल्यूमीनियम के लिए 0.40–0.45 और स्टेनलेस स्टील के लिए 0.44–0.50 हैं .

प्रक्रिया एकीकरण: कटिंग और बेंडिंग दोनों में सुसंगतता प्राप्त करना

सबसे सफल शीट मेटल फैब्रिकेशन ऑपरेशन लेज़र कटिंग और सीएनसी बेंडिंग को एकीकृत प्रक्रिया के रूप में मानते हैं, न कि अलग-अलग चरणों के रूप में। मटेरियल के बेंडिंग के दौरान फैलाव को ध्यान में रखने के लिए सटीक फ्लैट पैटर्न विकास के लिए उचित K-फैक्टर का उपयोग आवश्यक है कर्फ—जो लेज़र कटिंग के दौरान हटाए गए मटेरियल की छोटी मात्रा है, जो आमतौर पर लगभग ०.३ मिमी होती है—को सटीक फिट बनाए रखने के लिए आंतरिक और बाह्य भागों के बीच विभाजित किया जाना चाहिए कड़ी सहिष्णुता वाले भागों (०.१ मिमी से कम) के लिए कटिंग की गति को १० से १५% तक कम करने से थर्मल ड्रिफ्ट को कम किया जा सकता है लेज़र ऑप्टिक्स का नियमित रखरखाव—लेंस, दर्पण और नोज़ल की सफाई करना और प्रेस ब्रेक टूलिंग में घिसावट की जाँच करना—उत्पादन चक्रों के दौरान स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करता है लेज़र कटिंग और बेंडिंग दोनों में चरों को समझने और नियंत्रित करने से फैब्रिकेटर्स मांगपूर्ण औद्योगिक अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं के अनुरूप सटीकता, दोहराव और गुणवत्ता प्राप्त कर सकते हैं।