العوامل التي تؤثر على جودة عملية القطع بالليزر

تشير جودة عملية القطع بالليزر إلى دقة أبعاد القطع وجودة سطح القطع. تُقاس جودة سطح القطع عمومًا من خلال المؤشرات الأربعة التالية: عرض الشق وخشونة سطح الشق؛ وعرض المنطقة المتأثرة بالحرارة؛ وتموج مقطع الشق؛ ووجود أو عدم وجود خبث على مقطع الشق أو السطح السفلي. العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة سطح القطع بالليزر هي كما يلي:

1. الليزر المستخدم في القطع: يجب أن يتمتع الليزر بجودة شعاع عالية. القطع بالليزر هو عملية تعتمد على التأثير الحراري. وللحصول على كثافة طاقة عالية وشق دقيق، يجب أن يكون قطر نقطة التركيز صغيرًا. وفي الوقت نفسه، لضمان اتساق الجودة عند القطع في اتجاهات مختلفة، يجب أن يتمتع شعاع الليزر بتناظر دوراني جيد واستقطاب دائري حول المحور البصري، بالإضافة إلى استقرار عالٍ في اتجاه الانبعاث لضمان أن يكون موضع نقطة التركيز مستقرًا وثابتًا. كما يجب أن تتمتع أجهزة الليزر الحديثة بوظائف التبديل السريع للإخراج المستمر وذات التكرار العالي لضمان قطع عالي الجودة للخطوط المعقدة.

2. عدسة التركيز وسماكة اللوح. يتم اختيار البعد البؤري للعدسة وفقًا لسماكة المادة المراد قطعها، مع مراعاة قطر نقطة التركيز وعمق البؤرة. إذا كانت المادة سميكة، فيجب أن يكون البعد البؤري كبيرًا؛ وإلا، فيجب أن يكون البعد البؤري صغيرًا. يجب أن يكون موضع نقطة التركيز قريبًا من سطح قطعة العمل، وعادةً ما يقع التركيز على السطح العلوي للصفائح، على مسافة تبلغ حوالي ثلث سماكة الصفائح من الأسفل.

3. تدفق الهواء والفوهة. يضطلع تدفق الهواء في آلة القطع بالليزر بوظيفة إزالة المواد المنصهرة، وحماية عدسة التركيز، بل وتوفير جزء من طاقة القطع. يعد ضغط الغاز وتدفقه عاملين مهمين يؤثران على جودة القطع. فإذا كان الضغط منخفضًا جدًّا، فلن يتم إزالة المادة المنصهرة عند موضع القطع؛ أما إذا كان مرتفعًا جدًّا، فمن السهل أن تتشكل تيارات دوامية على سطح قطعة العمل، مما يضعف دور تدفق الهواء في إزالة المادة المنصهرة. وقد أثبتت التجربة أن الفوهات ذات الهياكل المختلفة سيكون لها أيضًا تأثيرات مختلفة على عملية القطع.

4. سرعة القطع في عمليات القطع بالليزر التي يتم الاستعانة بمصادر خارجية لتنفيذها. تعتمد سرعة القطع على كثافة طاقة الليزر، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية الحرارية وسماكة المادة المقطوعة. في ظل ظروف قطع معينة، يوجد نطاق معقول لسرعة القطع. إذا كانت سرعة القطع عالية جدًّا، فلن يمكن إزالة خبث الشق تمامًا أو حتى قطع المادة بالكامل. أما إذا كانت سرعة القطع منخفضة جدًّا، فستتعرض المادة لحرق مفرط، وسيكون عرض الشق والمنطقة المتأثرة بالحرارة كبيرين.

5. مسار القطع. عند قطع الأجزاء ذات الخطوط الخارجية المعقدة أو نقاط الانعطاف، قد يؤدي التغير في التسارع بسهولة إلى ارتفاع درجة الحرارة والانصهار عند نقطة الانعطاف، مما يؤدي إلى تشكل زاوية منهارة. ولذلك، فإن اتباع مسار قطع معقول يُعد إحدى الطرق الفعالة لتجنب هذه الظاهرة.