دقت برش لیزری فلزات: راهنمای جامع تلرانس‌ها، ضخامت و انواع فلزات

دقت برش لیزری فلزات و تلرانس‌های آن از جمله مهم‌ترین عوامل در کیفیت نهایی محصولات صنعتی هستند. برش لیزری به دلیل توانایی در ایجاد برش‌های دقیق، سریع و با لبه‌های تمیز، به یک فناوری کلیدی در صنعت تبدیل شده است. در این مقاله به بررسی دقیق دقت برش لیزری فلزات، محدودیت‌های ضخامتی و انواع فلزات قابل برش خواهیم پرداخت.

دقت برش لیزری فلزات و تلرانس‌های معمول

دقت برش لیزری فلزات به میزان انحراف ابعاد برش داده شده از ابعاد طراحی شده (تلرانس) اشاره دارد. تلرانس‌های دقیق به ویژه در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و پزشکی که به قطعات با ابعاد بسیار دقیق نیاز دارند، حیاتی است.
تلرانس‌های معمول برش لیزری فلزات بسته به ضخامت ورق فلزی و نوع دستگاه لیزر متفاوت است:

این مقادیر تقریبی هستند و تحت تأثیر عواملی مانند کالیبراسیون دستگاه، سرعت برش، کیفیت گاز کمکی (O2، N2 یا هوا) و نوع فلز قرار می‌گیرند. استفاده از لیزرهای فایبر (Fiber Lasers) مدرن اغلب منجر به دستیابی به دقت برش لیزری فلزات بالاتری می‌شود.

حداکثر ضخامت فلز قابل برش با لیزر

ضخامت فلز قابل برش با لیزر و دقت برش لیزری فلزات، به طور مستقیم به نوع و قدرت لیزر (توان بر حسب وات) بستگی دارد. لیزرهای پرقدرت می‌توانند ضخامت‌های بیشتری را با سرعت مناسب برش دهند.

نکته: برش فلزات با ضخامت‌های بالاتر از این محدوده با لیزر، معمولاً به دلیل کاهش سرعت و افزایش هزینه، ممکن است اقتصادی نباشد و روش‌هایی مانند واترجت یا پلاسما ترجیح داده شوند.

انواع فلزات مناسب برای برش لیزری

انواع مختلف فلزات دارای خواص منحصر به فردی هستند که سازگاری آنها را با فرآیند برش لیزری فلزات تعیین می‌کند. در ادامه خلاصه ای از این فلزات پرکاربرد و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها که بر دقت برش لیزری فلزات تأثیر می‌گذارد، بررسی می‌شود:

فولاد ملایم (فولاد کربنی)

فولاد ملایم که به عنوان فولاد کربنی نیز شناخته می شود، یک انتخاب محبوب برای برش لیزری است. از ویژگی های آن مقرون به صرفه و بادوام بودن آن است و همچنین قابلیت جوشکاری عالی را ارائه می دهد. با محتوای کربن تا ۰.۳٪، به اندازه فولادهای کربن بالاتر شکننده نیست.

نقطه ذوب: ۲۶۰۰ تا ۲۸۰۰ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۳۷۰-۵۰۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۷.۸۵

فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی است که برای طیف گسترده ای از کاربردهای فولاد ضد زنگ برش لیزری ایده آل است. استحکام خوب و مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون را ارائه می دهد.

نقطه ذوب: ۲۵۵۰ تا ۲۷۵۰ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۵۱۵ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۷.۹۳

آلومینیوم

آلومینیوم یک فلز سبک، نرم و انعطاف پذیر با مقاومت در برابر خوردگی عالی است، بنابراین برش لیزری آلومینیوم را برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی ایده آل می کند.

نقطه ذوب: ۱۲۲۰ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۹۰-۱۴۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۲.۷۰

برنج

برنج آلیاژی از مس و روی است. ماشینکاری آن آسان است، مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد و برای اهداف تزئینی عالی است.

نقطه ذوب: ۱۶۵۰ تا ۱۷۲۰ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۳۴۵-۴۷۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۸.۴-۸.۷۳

مس

مس دارای هدایت حرارتی و الکتریکی عالی است. سخت، انعطاف پذیر است و به راحتی قابل جوش و لحیم کاری است.

نقطه ذوب: ۱۹۸۴ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۲۱۰-۳۶۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۸.۹۶

فولاد گالوانیزه

فولاد گالوانیزه فولادی است که برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی با یک لایه روی پوشانده شده است.

نقطه ذوب: ۲۶۰۰ تا ۲۸۰۰ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۳۳۰-۵۰۵ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۷.۸۵

تیتانیوم

تیتانیوم به دلیل استحکام، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی شناخته شده است. این یکی از سخت ترین فلزات برای برش است، اما برش لیزری می تواند آن را به طور موثر اداره کند.

نقطه ذوب: ۳۰۳۴ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۲۴۰-۳۷۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۴.۵۰۶

آلیاژهای نیکل

آلیاژهای نیکل در برابر خوردگی مقاوم هستند و می توانند یکپارچگی ساختاری خود را در دماهای بالا حفظ کنند و برای استفاده در محیط های سخت ایده آل هستند.

نقطه ذوب: بسته به آلیاژ متفاوت است.

استحکام کششی: بسته به آلیاژ متفاوت است.

وزن مخصوص: بر اساس آلیاژ متفاوت است.

نقره ای

نقره فلزی نرم، سفید و براق است که دارای بالاترین رسانایی الکتریکی و حرارتی در بین تمام فلزات است.

نقطه ذوب: ۱۷۶۲ درجه فارنهایت

مقاومت کششی: ۱۷۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۱۰.۴۹

اگر می‌خواهید ببینید این دستگاه‌ها چگونه در عمل کار می‌کنند و چه خروجی‌هایی دارند، مقاله ما در مورد پروژه حک و برش لیزری فلزات را از دست ندهید.

طلا

طلا فلزی متراکم، نرم و براق است که چکش‌خوارترین و انعطاف‌پذیرترین فلز در بین تمام فلزات شناخته شده است.

نقطه ذوب: ۱۹۴۸ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۱۲۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۱۹.۳۲

پلاتین

پلاتین یک فلز گرانبها متراکم، چکش خوار، انعطاف پذیر، بسیار غیر واکنشی و با رنگ سفید مایل به نقره ای است.

نقطه ذوب: ۳۲۱۵ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۱۲۵-۲۴۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: 21.۴۵

روی

روی فلزی به رنگ آبی مایل به سفید، براق و دیامغناطیسی است. چگالی آن تا حدودی کمتر از آهن است و ساختار کریستالی شش ضلعی دارد.

نقطه ذوب: ۷۸۷.۱۵ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۱۱۰-۲۰۰ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۷.۱۴

قلع

قلع فلزی چکش‌خوار، انعطاف‌پذیر، بسیار کریستالی و به رنگ سفید نقره‌ای است. کاربرد اصلی آن جلوگیری از خوردگی است.

نقطه ذوب: ۴۴۹.۴۷ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۹-۱۴ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۷.۲۶۵

سرب

سرب یک فلز سنگین است که از اکثر مواد معمولی چگال تر است. نرم و چکش خوار است و نقطه ذوب نسبتا پایینی دارد.

نقطه ذوب: ۶۲۱.۴۳ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۱۷ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۱۱.۳۴

اینکونل

اینکونل خانواده ای از سوپرآلیاژهای آستنیتی مبتنی بر نیکل کروم است. در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاوم است و در دماهای بالا عملکرد خوبی دارد.

نقطه ذوب: ۲۳۵۰ تا ۲۵۰۰ درجه فارنهایت

استحکام کششی: ۶۹۰-۹۶۵ مگاپاسکال

وزن مخصوص: ۸.۲

بهترین فلز برای برش لیزر چیست؟

انتخاب “بهترین” فلز برای برش لیزر کاملاً وابسته به کاربرد نهایی و الزامات مهندسی شماست. با این حال، از نظر سازگاری کلی، سرعت برش و هزینه، فولاد ملایم (فولاد کربنی)، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم به دلیل ماشینکاری عالی، محبوب‌ترین و رایج‌ترین فلزات در فرآیند برش لیزری به شمار می‌روند. دقت برش لیزری فلزات بر روی این مواد به راحتی قابل کنترل و دستیابی به تلرانس‌های سخت‌گیرانه است.

منبع سایت accurl