विभिन्न ट्यूब सामग्री के लिए पाइप लेजर कटिंग मशीनों का चयन कैसे करें?

सामग्री संगतता और इसका प्रभाव पाइप लेजर कटिंग प्रदर्शन

लेजर ट्यूब कटिंग के साथ संगत सामान्य ट्यूब सामग्री (स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम, पीतल, तांबा, टाइटेनियम)

फाइबर लेजर कटर पाँच मुख्य प्रकार की धातुओं के साथ बहुत अच्छा काम करते हैं। स्टेनलेस स्टील का उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों में जंग रोधी होने के कारण बहुत अधिक किया जाता है। विमान और अंतरिक्ष यान में उपयोग होने वाले हल्के पुर्जों के निर्माण के लिए एल्युमीनियम लोकप्रिय है। पीतल कभी-कभी इमारतों पर सजावटी विवरणों में उपयोग होता है। तांबा विद्युत तारों और पाइपों के लिए उपयोगी होता है, और टाइटेनियम चिकित्सा उपकरणों में पाया जाता है जहां शक्ति सबसे महत्वपूर्ण होती है। ये आधुनिक लेजर प्रणाली 25 मिमी मोटी इस्पात की चादरों और लगभग 15 मिमी मोटी अलौह धातुओं को काट सकती हैं। ये मशीनें ±0.1 मिमी की सटीकता बनाए रखती हैं, जो भार सहन करने वाले या बिना रिसाव के घने सील बनाने वाले पुर्जों के निर्माण में बहुत अंतर लाती है।

सामग्री की संरचना कट की गुणवत्ता और प्रसंस्करण दक्षता को कैसे प्रभावित करती है

सामग्री की रासायनिक बनावट लेजर कटिंग प्रक्रिया के दौरान उनकी लेजर के साथ अंतःक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उदाहरण के लिए स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम की मात्रा के कारण कटिंग के दौरान अवांछित ऑक्साइड परतों के निर्माण को रोकने के लिए अक्सर नाइट्रोजन सहायता की आवश्यकता होती है। एल्युमीनियम अपनी उच्च ऊष्मा चालकता (लगभग 237 W/mK) के कारण अलग चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है, जिसके कारण पिघले धातु के ताल को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने के लिए आवेगी लेजर डिलीवरी की आवश्यकता होती है। तांबे या पीतल के साथ काम करते समय, ऑपरेटर आमतौर पर पातली शीट्स के लिए ऑक्सीजन को उपयुक्त पाते हैं, जबकि मोटी सामग्री के लिए संपीड़ित वायु बेहतर होती है। ये केवल कुछ महत्वपूर्ण कारक हैं जिन पर दुकान के तकनीशियन अपने लेजर कटिंग संचालन सेट करते समय विचार करते हैं।

इस्पात में उच्च कार्बन सामग्री किनारों की कठोरता तो बढ़ाती है, लेकिन ऊर्जा अवशोषण की आवश्यकता में वृद्धि के कारण माइल्ड स्टील की तुलना में कटिंग गति को 18—22% तक कम कर देती है।

अलौह धातुओं में ऊष्मा चालकता और परावर्तकता की चुनौतियाँ

एल्युमीनियम तेजी से ऊष्मा खो देता है, जिसका अर्थ है कि स्थिर कटौती चौड़ाई बनाए रखने के लिए इसे इस्पात की तुलना में प्रति इकाई क्षेत्र में लगभग 15 से 20 प्रतिशत अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है। तांबे के साथ काम करते समय एक और समस्या आती है। फाइबर लेजर की 1 माइक्रोमीटर तरंगदैर्ध्य का लगभग 85 से 90 प्रतिशत तांबा वापस प्रतिबिंबित कर देता है। इससे प्रतिबिंबित किरणों की गंभीर समस्या उत्पन्न होती है जो ऑप्टिकल घटकों को नुकसान पहुंचा सकती है। इस जोखिम को संभालने के लिए, कई दुकानों को इन खतरों को कम करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए बीम डिलीवरी सिस्टम में निवेश करना पड़ता है। और फिर टाइटेनियम है, जो ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर बहुत गर्म हो जाता है। इस प्रतिक्रिया के कारण, अप्रत्याशित रूप से आग लगने से बचने के लिए निर्माताओं को कटिंग ऑपरेशन के दौरान निष्क्रिय गैसों के विशेष मिश्रण का उपयोग करना पड़ता है।

तांबे और पीतल जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्री फाइबर लेजर सिस्टम के लिए जोखिम क्यों उत्पन्न करती हैं

तांबा और पीतल जैसी धातुएं जो प्रकाश को अच्छी तरह परावर्तित करती हैं, लेजर ऊर्जा के लगभग 65 से 75 प्रतिशत भाग को ऑप्टिकल प्रणाली में वापस लौटा सकती हैं। इससे रेज़ोनेटर और कोलिमेटर जैसे उपकरणों के लिए वास्तविक समस्याएं उत्पन्न होती हैं। पोनेमन के पिछले साल के अनुसंधान के अनुसार, इन क्षति की मरम्मत के बिल आमतौर पर लगभग 740,000 डॉलर तक पहुंच जाते हैं। 30% से कम जस्ता युक्त पीतल इस परावर्तकता को आमतौर पर 45 से 50% के बीच के कार्ययोग्य स्तर तक कम कर देता है। शुद्ध तांबा हमेशा मुश्किल रहा है, जिसके लिए हाल ही तक पुराने ढंग के CO2 लेज़र की आवश्यकता होती थी। लेकिन हाल ही में कुछ ब्रेकथ्रू हुए हैं। 1070nm तरंगदैर्घ्य पर काम करने वाले फाइबर लेज़र, जिनमें विशेष रूप से कोणित बीम होते हैं, वास्तव में 2 से 5 मिमी मोटाई की तांबे की चादरों को काट सकते हैं और इसमें पारंपरिक CO2 प्रणालियों की तुलना में केवल 15% ऊर्जा खपत करते हैं। इससे संचालन लागत में बहुत बड़ा अंतर आता है।

ट्यूब सामग्री और मोटाई आवश्यकताओं के अनुसार लेज़र पावर का मिलान करना

धातु के प्रकार और दीवार की मोटाई के आधार पर लेज़र वाटेज चयन

सही लेजर पावर का चयन अधिकतर इस बात पर निर्भर करता है कि हम किस प्रकार की सामग्री के साथ काम कर रहे हैं और उन दीवारों की मोटाई कितनी है। उदाहरण के लिए, 5 मिमी से कम मोटाई वाले पतले स्टेनलेस स्टील ट्यूब के साथ काम करते समय, अधिकांश लोग पाते हैं कि 3 से 4 किलोवाट फाइबर लेज़र से काम ठीक से हो जाता है। लेकिन जब बात 10 मिमी कार्बन स्टील जैसी भारी सामग्री की आती है, तो परिस्थितियाँ बदल जाती हैं, जहाँ ऑपरेटर्स को आमतौर पर JQ लेज़र के 2024 के नवीनतम मार्गदर्शिका के अनुसार कटिंग गति को 2 मीटर प्रति मिनट से ऊपर रखने के लिए कम से कम 6 किलोवाट की आवश्यकता होती है। और फिर उच्च चालकता वाली सामग्री जैसे तांबा और टाइटेनियम जैसी चुनौतीपूर्ण सामग्री होती हैं। ये सामग्री ऊर्जा को बहुत अधिक अवशोषित करती हैं, इसलिए निर्माता आमतौर पर तब तक 8 से 12 किलोवाट तक की प्रणाली का उपयोग करने की सलाह देते हैं जब तक कि प्रोफ़ाइल 6 मिमी मोटाई के निशान से आगे न बढ़ जाए।

कार्बन स्टील और स्टेनलेस स्टील ट्यूब के लिए इष्टतम सेटिंग्स

कार्बन स्टील लेजर ऊर्जा के प्रति पूर्वानुमेय तरीके से प्रतिक्रिया करता है, जिससे 3—4kW पर प्रभावी कटिंग संभव होती है। इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील को किनारे की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए 10—15% अधिक शक्ति आपूर्ति और नाइट्रोजन शील्डिंग का लाभ मिलता है। एक 2024 के अध्ययन में दिखाया गया कि 5mm स्टेनलेस स्टील पर 4kW फाइबर लेजर का उपयोग करने से 98.5% किनारे की चिकनाहट प्राप्त हुई, जो 3kW सेटअप (92%) की तुलना में काफी बेहतर था।

मोटी दीवार वाले टाइटेनियम और तांबे के प्रोफाइल के लिए उच्च-शक्ति की आवश्यकता

टाइटेनियम का उच्च गलनांक, लगभग 1,668 डिग्री सेल्सियस, और तांबे की परावर्तक प्रकृति के कारण अधिकांश दुकानों को 8 से 12 किलोवाट की रेटिंग वाले फाइबर लेज़र की आवश्यकता होती है या 6 मिलीमीटर से अधिक की दीवार मोटाई के साथ काम करते समय हाइब्रिड लेज़र आर्क वेल्डिंग सेटअप का उपयोग करना पड़ता है। नवीनतम फाइबर लेज़र मॉडल में से कुछ वास्तव में 6kW शक्ति स्तर पर 8mm मोटी तांबे की प्लेटों को काटने में सक्षम होते हैं बिना ऑप्टिक्स को नुकसान पहुंचाए, लेकिन कई निर्माता अभी भी Feijiu लेज़र बेंचमार्क्स के अनुसार 10mm या अधिक मोटाई के लिए पुराने CO2 लेज़र के साथ चिपके रहते हैं। और कटिंग ऑपरेशन के दौरान नाइट्रोजन गैस की सहायता को न भूलें, इन कठिन धातुओं पर विरूपण को कम रखने और अवांछित ऑक्सीकरण को रोकने में यह बहुत अंतर बनाती है।

फाइबर बनाम CO2 लेज़र: अपनी सामग्री के लिए सही तकनीक का चयन करना

स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम और पीतल के पाइपों के लिए फाइबर लेज़र के लाभ

जब बात स्टेनलेस स्टील, एल्युमीनियम और कार पार्ट्स और विमान घटकों में इतने आम मध्यम श्रेणी के पीतल के ट्यूब्स जैसी धातुओं के साथ काम करने की आती है, तो फाइबर लेज़र अन्य विकल्पों की तुलना में स्पष्ट रूप से बेहतर प्रदर्शन करते हैं। 20 मिमी मोटाई तक की सामग्री के लिए ये प्रणाली 0.1 मिमी की सटीकता तक पहुँच सकती है, जो काफी प्रभावशाली है। और यह भी नहीं रुकते। संचालन के दौरान फाइबर लेज़र आमतौर पर पारंपरिक CO2 सेटअप की तुलना में लगभग 30 प्रतिशत तेज़ चलते हैं और नाइट्रोजन गैस का 20 से 30 प्रतिशत कम उपयोग करते हैं। लेकिन जो वास्तव में खड़ा होता है, वह है उनकी 1,064 एनएम तरंगदैर्ध्य जो यंत्र फिटिंग्स जैसे नाजुक पीतल के पुर्जों में ऊष्मा क्षति को कम कर देती है। इसका अर्थ है कि निर्माता पुरानी तकनीकों को प्रभावित करने वाली विकृति समस्याओं के बिना बेहतर आयामी स्थिरता प्राप्त करते हैं।

तांबे और पीतल जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्री पर CO2 लेज़र की प्रभावशीलता

15 मिमी से अधिक मोटाई वाले तांबे या पीतल के ट्यूब के साथ काम करते समय, अधिकांश पेशेवर अभी भी अपने 10.6 माइक्रोमीटर तरंगदैर्ध्य के कारण CO2 लेजर का उपयोग करते हैं। इन तरंगदैर्ध्य का परावर्तन फाइबर लेजर की तुलना में कम होता है, जिससे इस प्रकार के कार्य के लिए इन्हें बहुत अधिक व्यावहारिक बनाता है। अध्ययनों से पता चला है कि 25 मिमी मोटे पीतल पर भी CO2 लेजर प्रणाली प्लस या माइनस 0.15 मिमी के भीतर सहिष्णुता बनाए रख सकती है। ये लगभग 2.5 मीटर प्रति मिनट की दर से काटते हैं, और प्रक्रिया के दौरान प्रतिपरावर्तन के कारण क्षति की संभावना लगभग न के बराबर होती है, जिसे हमने विभिन्न तापीय प्रसंस्करण परीक्षणों में पुष्टि के रूप में देखा है। इस विश्वसनीय प्रदर्शन के कारण, CO2 लेजर आमतौर पर विद्युत घटक निर्माण और समुद्री इंजीनियरिंग जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जहां परिशुद्धता सर्वाधिक महत्वपूर्ण होती है।

ऊर्जा दक्षता, रखरखाव और संचालन लागत: फाइबर बनाम CO2 तुलना

फाइबर लेज़र CO— मॉडल्स की तुलना में 50% तक कम ऊर्जा का उपयोग करते हैं (NMLaser 2024), और इनकी रखरखाव लागत $0.08/घंटा की औसत के अनुसार होती है, जबकि CO— सिस्टम्स के लिए यह $0.18/घंटा होती है। इनकी सॉलिड-स्टेट डिज़ाइन दर्पणों और रेजोनेटर गैसों को समाप्त कर देती है, जिससे बंद रहने का समय और खपत सामग्री की आवश्यकता कम हो जाती है।

मिथक का खंडन: क्या फाइबर लेज़र शुद्ध तांबे के पाइपों को सुरक्षित रूप से काट सकते हैं?

पुराने दिनों में, 1 माइक्रोन तरंग दैर्ध्य पर तांबे की 98% परावर्तकता के कारण फाइबर लेजर के लिए तांबा मूल रूप से अनुपलब्ध था। लेकिन हाल के दिनों में बहुत कुछ बदल गया है। नए लेजर प्रणालियों में पल्स आकार नियंत्रण, विशेष प्रतिबिंब-रोधी लेप और बेहतर कोणीय बीम जैसी कई उन्नत तकनीकें शामिल हैं, जो वास्तव में निर्माताओं को लगभग 1.8 मीटर प्रति मिनट की दर से 10 मिमी मोटाई तक की शुद्ध तांबे की चादरों को काटने की अनुमति देती हैं। खुद कटौती भी काफी सटीक होती है, जो 0.3 मिमी से कम चौड़ाई तक सीमित रहती है। पिछले साल किए गए कुछ परीक्षणों के अनुसार, इन अपग्रेड्स ने पहले की तुलना में पिछले प्रतिबिंब की समस्या को लगभग 90% तक कम कर दिया है। इस उपलब्धि का अर्थ यह है कि एचवीएसी, अर्धचालक और बिजली संचरण जैसे उद्योगों को अब अपने तांबे के काम के लिए पुरानी CO2 लेजर तकनीक पर एकमात्र निर्भर रहने की आवश्यकता नहीं है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

लेजर ट्यूब कटिंग के लिए कौन सी सामग्री उपयुक्त हैं?

लेजर ट्यूब कटिंग के लिए उपयुक्त सामग्री में स्टेनलेस स्टील, एल्युमीनियम, पीतल, तांबा और टाइटेनियम शामिल हैं।

सामग्री का संघटन लेजर कटिंग को कैसे प्रभावित करता है?

सामग्री का संघटन लेजर कटिंग को उसकी तापीय चालकता और परावर्तकता को प्रभावित करके प्रभावित करता है, जो कट की गुणवत्ता और प्रसंस्करण दक्षता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कुछ धातुओं के लिए फाइबर लेजर को क्यों प्राथमिकता दी जाती है?

फाइबर लेजर को स्टेनलेस स्टील और एल्युमीनियम जैसी धातुओं के लिए पारंपरिक CO2 लेजर सेटअप की तुलना में उनकी सटीकता, गति और कम ऊर्जा खपत के कारण प्राथमिकता दी जाती है।

अत्यधिक परावर्तक सामग्री के साथ फाइबर लेजर को क्या चुनौतियों का सामना करना पड़ता है?

तांबा जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्री लेजर ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा वापस सिस्टम में परावर्तित कर सकती है, जिससे उपकरण को नुकसान हो सकता है। इन चुनौतियों से निपटने के लिए विशेष प्रणाली की आवश्यकता होती है।

तांबे और पीतल के लिए CO2 लेजर के क्या फायदे हैं?

CO2 लेजर मोटे तांबे और पीतल को काटने के लिए प्रभावी होते हैं क्योंकि उनकी तरंग दैर्ध्य पीछे की ओर परावर्तन को कम करती है और सटीकता बनाए रखती है।