بهترین گاز کمکی برای دستگاه برش لیزری

در برش لیزری، گاز کمکی مستقیماً بر کیفیت، سرعت و دقت کار تأثیر می‌گذارد. این گاز که از طریق نازل دستگاه برش لیزری وارد ناحیه برش می‌شود، با خنک کردن این ناحیه و حذف سریع ذرات مذاب، لبه‌های تمیز و پرداخت مطلوب کار را تضمین می‌کند. نیتروژن یکی از بهترین گازهای کمکی برای برش لیزری است؛ با این حال، نوع ماده، ضخامت آن و انتظاراتی که از کیفیت نهایی دارید باید مد نظر قرار گیرد. مثلا، برای برش سریع فولادهای کربنی، ممکن است اکسیژن گزینه بهتری باشد، یا برای کاهش هزینه در برش‌های سبک، هوای فشرده کاربرد بیشتری دارد. در این مطلب، دقیقا بررسی می‌کنیم کدام گزینه برای کدام کاربرد واقعاً بهترین گاز کمکی دستگاه برش لیزر فلزات است.

اهمیت استفاده از گاز کمکی در دستگاه برش لیزری

در فرآیند برش لیزری، گاز کمکی (Assist Gas) با فشار بالا از نازل دستگاه خارج شده و مستقیماً منطقه برش را هدف می‌گیرد. برای درک بهتر نقش این گاز، موارد زیر را با دقت بخوانید:

تخلیه مذاب و جلوگیری از تشکیل پلیسه

مهم‌ترین وظیفه گاز کمکی لیزر، این است که مذاب ایجادشده را از شکاف برش خارج کند. به این فرآیند اصطلاحا “ذوب و دمیدن ” می‌گویند که در آن گاز با فشار بالا مذاب را از ناحیه برش خارج می‌کند و مانع از انجماد مجدد آن در لبه‌های کار می‌شود. به این ترتیب، پلیسه هم به اطراف لبه‌ها نمی‌چسبد و خروجی تمیزتری به دست می‌آید.

کنترل واکنش‌های حرارتی و اکسیداسیون

نوع گاز کمکی می‌تواند واکنش‌های شیمیایی در ناحیه برش را تحت تأثیر قرار دهد:

• اکسیژن (O₂): دمیدن اکسیژن با فشار زیاد، واکنش گرمازاست که با تولید حرارت اضافی، سرعت برش را بیشتر می‌کند. این ویژگی برای برش فولادهای کربنی مفید است، اما ممکن است منجر به اکسیداسیون لبه‌ها شود.
• نیتروژن (N₂):  نیتروژن گاز بی‌اثری‌ست که از اکسیداسیون جلوگیری می‌کند و برای برش استیل ضدزنگ و آلومینیوم مناسب است.

خنک‌سازی فرآیند و محافظت از لنزها

جریان گاز کمکی از افزایش بی از حد دما حین برش جلوگیری کرده و با خنک‌سازی ناحیه برش، اجازه نمی‌دهد حرارت به بخش‌های دیگر قطعه سرایت کند. همچنین، از لنزهای دستگاه لیزر فلزات در برابر ذرات و گازهای ناشی از برش محافظت کرده و طول عمر مفید لنزها را افزایش می‌دهد .

افزایش سرعت برش با تنظیم فشار صحیح

فشار و نوع گاز کمکی بر سرعت و کیفیت برش هم مستقیما اثرگذار است. افزایش فشار گاز می‌تواند سرعت برش را بهبود بخشد، به شرطی که متناسب با متریال و توان لیزر تنظیم شود تا منجر به تلاطم و افت کیفیت لبه‌ها نشود .

کاهش هزینه‌های عملیاتی

انتخاب بهترین گاز کمکی برای دستگاه برش لیزری با افزایش راندمان کاری، هزینه‌های عملیاتی را کم می‌کند. در این میان، استفاده از هوای فشرده به ‌عنوان گاز کمکی اقتصادی‌تر است، اما در موارد خاص می‌تواند بر کیفیت برش تأثیر منفی بگذارد.

انواع گاز کمکی دستگاه لیزر و ویژگی هر کدام

انتخاب گاز کمکی جنبه تخصصی کار با دستگاه لیزر است و باید با ارزیابی جنس متریال، ضخامت، کیفیت مورد انتظار برش و برآورد هزینه‌ها صورت گیرد. با چهار گاز اصلی برش لیزری که کاربرد فراوان‌تری دارند، در ادامه آشنا شویم:

گاز کمکی نیتروژن  (N₂)

گاز بی‌اثر نیتروژن از اکسیداسیون سطح جلوگیری می‌کند. برای برش استیل ضدزنگ، آلومینیوم و فلزات غیرآهنی معمولا این گاز را انتخاب می‌کنند و نتیجه‌ای با لبه‌های صاف، بدون تغییر رنگ و آماده برای استفاده نهایی می‌گیرند. برش تمیز با گاز کمکی نیتروژن به فشار بالا (تا 20 بار) نیاز دارد. گفتنی‌ست، هزینه مصرف نیتروژن بالاست، اما برای صنایع نیازمند به دقت بالا مثل پزشکی یا صنایع غذایی ایدئال است.

گاز کمکی اکسیژن  (O₂)

گاز اکسیژن واکنش‌پذیر است و با فلز وارد واکنش گرمازا می‌شود. همین موضوع، انرژی مضاعفی برای برش فراهم می‌کند و برای کار با فولادهای کربنی، مخصوصا در ضخامت‌های بالا مناسب است. واکنش گاز حین فرآیند و اکسیدهای حاصل از آن باعث تغییر رنگ لبه‌ها می‌شوند و معمولاً به پرداخت نهایی نیاز دارند. هرچند هزینه مصرف گاز اکسیژن کمتر است، اما خطر اکسیداسیون حین برش بیشتر است.

گاز کمکی با هوای فشرده

منظور از هوای فشرده، گازی ترکیبی از 78٪ نیتروژن و 21٪ اکسیژن است. این گاز با فراوانی بیشتر، طبعا گزینه‌ای اقتصادی برای برش فلزات نازک، گالوانیزه یا فولاد نرم است. کیفیت برش با گاز کمکی هوای فشرده نسبت به نیتروژن پایین‌تر است اما برای کاربردهای عمومی صنایع پاسخگوست.

گاز کمکی آرگون  (Ar)

آرگون، گازی کاملاً بی ‌اثر است که در برش فلزات خاص مانند تیتانیوم و زیرکونیوم کاربرد محدود دارد. استفاده از این گاز کمکی برای دستگاه برش لیزری فلزات از ایجاد واکنش سطحی جلوگیری می‌کند. آرگون، از جمله گازهای کمکی رایج در برش لیزری نیست و به دلیل هزینه بالا فقط در صنایع خاص مثل هوافضا یا پزشکی به سراغ آن می‌روند.

مقایسه گازهای کمکی دستگاه برش لیزری فلزات 

خواص انواع گاز کمکی دستگاه برش لیزری با هم یکسان نیست. همین تفاوت باعث شده تا انتخاب بهترین گاز کمکی کمی چالش‌برانیگز شود و در گرو معیارهایی مانند ضخامت ماده، کیفیت مورد انتظار و بودجه موجود باشد. تنظیم دقیق فشار گاز نیز به اندازه انتخاب نوع آن در نتیجه نهایی مؤثر است و اپراتور دستگاه لیزر فلزات باید به این پارامتر هم دقت داشته باشد.

در جدول زیر، مقایسه دقیقی از انواع گاز کمکی برای دستگاه برش لیزری آمده که به شما در انتخاب بهتر و دریافت نتیجه مطلوب‌تر کمک می‌کند:

جدول مقایسه گازهای کمکی در برش لیزری

نکات مهم کار با گاز کمکی دستگاه لیزر صنعتی

گاهی مرحله انتخاب گاز کمکی مناسب را درست انجام می‌دهید، اما نتیجه مطلوبی از دستگاه لیزر فلزات نمی‌گیرید. عملکرد بهینه دستگاه برش، در کنار استفاده از گاز مناسب، به عوامل دیگری از جمله فشار گاز هم بستگی دارد. فشار گاز را باید متناسب با ضخامت و نوع متریال تنظیم کنید؛ چرا که فشار بیش از حد باعث پاشش مذاب و کاهش دقت برش شده، و فشار پایین هم منجر به تشکیل پلیسه و ناتمام ماندن برش می‌شود.

نازل دستگاه نیز، باید کاملاً تمیز و سالم باشد. کوچک‌ترین گرفتگی در نازل می‌تواند جریان گاز را مختل کرده و کیفیت برش را به شدت تحت تاثیر خود قرار دهد. استفاده از فیلترهای مخصوص برای حذف رطوبت و ذرات در مسیر هوای فشرده، برای عملکرد مطلوب نازل توصیه می‌شود. همچنین، شیرهای کنترل فشار، سنسورها و رگولاتورها باید به ‌صورت دوره‌ای بازبینی و کالیبره شوند تا افت سیستم داخلی دستگاه دچار فشار ناگهانی یا نشتی نشود.

در نهایت، منبع گاز کمکی دستگاه لیزر باید منبعی مطمئن باشد که گاز دارای خلوص بالا در اختیارتان می‌گذارد.

جمع بندی

گاز کمکی تنها یکی از عوامل فنی کار با دستگاه برش لیزری فلزات است، اما انتخاب نوع آن تصمیمی استراتژیک در فرآیند برش محسوب می‌شود. هر گازی، بسته به جنس قطعه کار، سطح کیفی مورد انتظار و محدودیت‌های مالی، کاربرد خاص خود را دارد و در صنایع گوناگون قابل استفاده است. اگر به دنبال راه ‌اندازی یا ارتقاء سیستم برش لیزری خود هستید، مشاوره تخصصی تیم نوین تاک می‌تواند شما را در این مسیر بهتر هدایت کند و هزینه‌هایتان را کاهش دهد.