گروه صنعتی پویا برش طراح و سازنده دستگاه های برش cnc هواگاز، برش پلاسما، راسته بر ، واترجت، گیوتین هیدرولیک، دستگه نورد تمام هیدرولیک چهار غلطکه و نورد 3 غلطکه، نورد ورق، خم لوله و پروفیل 09133130096 و 03195026601



برش لیزری فلزات

ليزر چيست؟

 

ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريك شده است.
 
تاريخچه كشف ليزر به سالهاي ۱۹۶۰ برمي‌گردد. اولين بار توليد ليزر از گاز CO۲ در سال ۱۹۶۱ با طول موج ۱۰/۶mm توسط جوان، بِنِت و هيرت (Javan, Bennett, Hereto) صورت گرفت و در سال ۱۹۶۴ ليزر با طول موج ۱/۰۶mm از Nd:YA۶ توليد شد.
 


از سال ۱۹۶۲ به بعد گزارشهاي متعددي در زمينه كاربردهاي متالورژيكي ليزر كه شامل جوشكاري نيز مي‌باشد، موجود است. تا سال ۱۹۷۰ از ليزرهاي با توان بالا و پيوسته در جوشكاري استفاده نشد و از ليزرهاي پالسي استفاده شد. مشخصه اصلي در جوشكاري ليزري و اشعه الكتروني توسط Ready در سال ۱۹۷۱ وجود حالت جوشكاري نفوذي يا (سوراخ كليدي) در تابش ليزر گزارش شده‌است. در واقع ايجاد سوراخ كليد در فلزات، در شدّ‌تهاي بالاي ليزر (MW/cm3) است و در نتيجه Keyhole نياز به يك زمان كافي براي ايجاد شدن دارد و نمي‌تواند به آساني در جوشكاري ليزري پالسي Overlap ايجاد شود. از سالهاي ۷۲ـ۱۹۷۱ به بعد استفاده از ليزرهاي CO۲ پيوسته اين مسير را تغيير داد. جوشهايي با نفوذ كامل در مقياسهاي بزرگ فولاد زنگ نزن مانند جوشهاي اشعه الكترون در حالت سوراخ كليدي ايجاد شدند. اين تحقيقات در كشورهاي ژاپن، آلمان و انگلستان انجام شدند. پيشرفتهاي بعدي در جوشكاري ليزري CO۲ بر بهينه‌سازي بيشتر، منابع ليزر، افزايش كيفيت باريكه ليزر و فهم اندر كنش طراحي اتصال، سرعت جوشكاري، تمركز اشعه و اثرات پلاسما در جوش‌پذيري متمركز شد. مطالعات در اين زمينه تا توانهاي KW۱۵ـ۱۲ ادامه يافته‌است. جوشكاري با Nd: YA۶ به علّت كم بودن طول موج آن (۱/۰۶mm) و كاهش باز تابش از مواد فلزي استفاده بيشتري نسبت به CO۲ مي‌تواند داشته باشد. در سالهاي آينده استفاده از ليزرهاي ديودي (Diode) پيشرفتهاي زيادي را در جوشكاري ليزري ايجاد خواهد كرد.
 
نوري كه توسط ليزر گسيل مي گردد در يك سو و بسيار پر انرژي و درخشنده است و قدرت نفوذ بالايي نيز دارد. به طوري كه در الماس فرو مي رود. امروزه استفاده از ليزر در صنعت به عنوان جوش آورنده فلزات و در پزشكي به عنوان چاقوي جراحي بدون درد بسيار متداول است.
 
ليزرها سه قسمت اصلي دارند:
 پمپ انرژي يا چشمه انرژي: ممكن است اين پمپ اپتيكي يا شيميايي و ياحتي يك ليزر ديگر باشد.
 ماده پايه وفعال كه نام گذاري ليزر بواسطه ماده فعال صو رت مي گيرد.
 تشديد كننده اپتيكي : شامل دو آينه بازتابنده كلي و جزئي مي باشد.
 
طرز كار يك ليزر ياقوتي:
 
پمپ انرژي در اين ليزر از نوع اپتيكي مي باشد و يك لامپ مارپيچي تخليه است (flash tube) كه بدور كريستال ياقوت مدادي شكلي (ruby) پيچيده شده است. كريستال ياقوت ناخالص است و ماده فعال آن اكسيد برم و ماده پايه آن اكسيد آلومينيوم است. بعد از فعال شدن اين پمپ انرژي، كريستال ياقوت نور باران مي شود و بعضي از اتمها رادر اثرجذب القايي( stimulated absorption ) برانگيخته كرده وبه ترازهاي بالاتر مي برد.
 
پديده جذب القايي: اتم برانگيخته = اتم+ فوتون
 
با ادامه تشعشع پمپ، تعداد اتم هاي برانگيخته بيشتر از اتم هاي با انرژي كم مي شود. به اصطلاح واروني جمعيت رخ مي دهد. طبق قانون جذب و صدور انرژي پلانك، اتم هاي برانگيخته توان نگهداري انرژي زيادتر را نداشته و به تراز با انرژي كم بر مي گردند و انرژي اصافي را به صورت فوتون آزاد مي كنند كه به اين فرايند گسيل خودبخودي گفته مي شود. ولي از انجايي كه پمپ اپتيكي، مرتب به اتم ها فوتون مي تاباند، پديده ديگري زودتر اتفاق مي افتد كه به آن گسيل القايي (stimulated emission ) گفته مي شود. همان طور كه در شكل زير مي بينيد، وقتي يك فوتون به اتم برانگيخته بتابد، آن را تحريك كرده وزودتر به حالت پايه خود بر مي گرداند.
 گسيل القايي: اتم + دو فوتون = اتم برانگيخته + فوتون
 
اين فوتونها دوباره بعضي از اتمها را بر انگيخته مي كنند و واكنش زنجير وار تكرار مي شود.  بخشي از پرتوهاي نور درون كريستال به حركت در مي آيند كه توسط تشديد كننده هاي اپتيكي درون كريستال برگرداننده مي شوند و اين پرتوهاي نور در همان راستاي نور اوليه هستند. به تدريج با افزايش شدت نور، لحظه اي مي رسد كه نور ليزر از جفتگر خروجي با روشنايي زياد بطور مستقيم خارج مي شود .

 

Real Time Web Analytics