دھاتی خریداروں کے لیے لیزر کٹنگ کی بنیادی باتیں: پراسیس ویریئنٹس اور کٹنگ پیرامیٹرز

کٹ کیسے بنایا جاتا ہے۔

صنعتی لیزر کٹنگ 1970 کی دہائی میں متعارف کرائی گئی تھی اور اب اسے شیٹ میٹل، پلاسٹک، گلاس، سیرامکس، سیمی کنڈکٹرز، ٹیکسٹائل، لکڑی اور کاغذ میں استعمال کیا جاتا ہے۔ طریقہ کار ہر معاملے میں ایک جیسا ہے۔ ایک فوکسڈ بیم شعاع زدہ علاقے کو پگھلنے یا بخارات کے درجہ حرارت تک بڑھاتا ہے، بیم ورک پیس میں گھس جاتی ہے، اور کٹ فرنٹ پھر ایک سموچ کے ساتھ سفر کرتا ہے جب کہ پگھلا ہوا یا بخارات بنا ہوا مواد کیرف سے صاف ہوجاتا ہے۔ پیچھے رہ جانے والا کیرف تنگ ہے، فوکسڈ جگہ کے قطر کے قریب ہے، اور اس کے ساتھ والی پلیٹ کا کنارہ زیادہ تر تھرمل عملوں کے مقابلے میں کم مسخ کا شکار ہوتا ہے کیونکہ فی یونٹ لمبائی میں حرارت کی کل ان پٹ چھوٹی ہوتی ہے۔

عمل کی مختلف حالتوں میں جو فرق ہے وہ یہ ہے کہ مواد کو کیسے ہٹایا جاتا ہے اور کون سی گیس ہٹاتی ہے۔ غلط قسم کا انتخاب ایک کنارے کی سب سے عام وجہ ہے جو بعد میں بننے یا ویلڈنگ کے آپریشن میں ناکام ہو جاتی ہے، زیادہ کثرت سے مشین کی کسی حد سے زیادہ۔

شعلہ کاٹنا

شعلہ کاٹنا ہلکے سٹیل کے لیے معیاری عمل ہے اور آکسیجن کو کاٹنے والی گیس کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ آکسیجن پر تقریباً 6 بار تک دباؤ ڈالا جاتا ہے اور اسے کیرف میں اڑا دیا جاتا ہے، جہاں گرم دھات اس کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے: دہن اور آکسیڈیشن شروع ہو جاتی ہے، اور رد عمل بڑی مقدار میں توانائی جاری کرتا ہے، جو لیزر کے ذریعے فراہم کی جانے والی توانائی سے پانچ گنا زیادہ ہے۔ یہ exothermic شراکت یہی ہے کہ موٹا ہلکا سٹیل معمولی لیزر پاور پر صاف طور پر کاٹتا ہے۔

ایک ہی ردعمل رد عمل اور مرکب مواد پر ذمہ داری ہے۔ سٹینلیس سٹیل پر آکسائڈائزڈ کٹ چہرہ سنکنرن کے خلاف مزاحمت کھو دیتا ہے، اور ٹائٹینیم پر آکسیجن- سے بھرپور کنارے بالکل الفا کیس ہے جسے اس حصے کے تھکاوٹ یا سنکنرن کی خدمت میں داخل ہونے سے پہلے ہٹانا پڑتا ہے۔

فیوژن کٹنگ

فیوژن کٹنگ، جسے میلٹ کٹنگ بھی کہا جاتا ہے، 2 سے 20 بار کے گیس پریشر پر نائٹروجن یا آرگن کا استعمال کرتا ہے۔ دونوں گیسیں غیر فعال ہیں، اس لیے وہ کیرف میں پگھلی ہوئی دھات کے ساتھ رد عمل ظاہر نہیں کرتیں۔ وہ اسے کٹ سے اڑا دیتے ہیں اور نئے بننے والے کنارے کو ہوا کے آکسیکرن سے بچاتے ہیں۔ نتیجہ ایک صاف، غیر آکسیڈائزڈ کٹ چہرہ ہے جو اچار کے آپریشن کے بغیر ویلڈنگ کے لیے موزوں ہے۔

فیوژن کٹنگ دیگر فزیبل مواد جیسے سیرامکس پر بھی کام کرتی ہے۔ نائٹروجن ہائی پریشر پر سٹینلیس سٹیل اور ایلومینیم کے لیے ورک ہارس ہے۔ ارگون استعمال کیا جاتا ہے جہاں نائٹرائیڈ کی تھوڑی مقدار بھی ناقابل قبول ہوتی ہے، اور ٹائٹینیم پر یہ عام انتخاب ہے کیونکہ آکسیجن اور نائٹروجن اٹھانے-دونوں کنارے کو گرا دیتے ہیں۔

کمپریسڈ ایئر کٹنگ

پتلی پلیٹ کے لیے کمپریسڈ ہوا استعمال کی جاتی ہے۔ 5 سے 6 بار تک ہوا کا دباؤ کیرف سے پگھلی ہوئی دھات کو صاف کرنے کے لیے کافی رفتار رکھتا ہے، اور چونکہ تقریباً 80% ہوا نائٹروجن پر مشتمل ہے، اس لیے کمپریسڈ ایئر کٹنگ عملی طور پر ایک فیوژن کٹ ہے جس میں تھوڑا سا آکسیڈائزنگ جزو ہے۔ یہ گیس کا سب سے سستا آپشن ہے اور بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے جہاں اس کے بعد کنارے کو مشین یا پینٹ کیا جائے گا، لیکن یہ ٹائٹینیم یا کسی ایسے حصے کے لیے موزوں نہیں ہے جہاں کٹا ہوا چہرہ مزید پروسیسنگ کے بغیر سروس میں رہتا ہے۔

پلازما-اسسٹڈ کٹنگ

جب پیرامیٹرز کو صحیح طریقے سے منتخب کیا جاتا ہے تو، پلازما-اسسٹڈ میٹ کٹنگ کے دوران کیرف میں ایک پلازما کلاؤڈ بنتا ہے۔ بادل آئنائزڈ دھاتی بخارات اور آئنائزڈ کٹنگ گیس پر مشتمل ہے۔ یہ لیزر توانائی کو جذب کرتا ہے اور اسے زیادہ مؤثر طریقے سے ورک پیس میں منتقل کرتا ہے، اس لیے مواد میں زیادہ توانائی جوڑے، پگھلنے والا سامنے کا حصہ تیزی سے چلتا ہے اور کاٹنے کی رفتار بڑھ جاتی ہے۔ اسی وجہ سے اس عمل کو ہائی-اسپیڈ پلازما کٹنگ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔

سخت پابندی ہے۔ پلازما کلاؤڈ بنیادی طور پر ٹھوس-ریاست لیزر تابکاری کے لیے شفاف ہوتا ہے، اس لیے پلازما-کی مدد سے کٹنگ صرف CO₂ لیزر کے ساتھ ہی موثر ہے۔ ایک فائبر یا ڈسک لیزر جو گیس کی ایک جیسی ترتیبات کو چلاتا ہے اثر کو دوبارہ پیدا نہیں کرے گا۔

بخارات کاٹنا

بخارات کی کٹنگ مواد کو مائع کی بجائے بخارات کے طور پر ہٹاتی ہے، جو ارد گرد کی دھات پر تھرمل اثر کو کم کرتی ہے۔ ایک مسلسل CO₂ لیزر کم-گرمی-کی صلاحیت، زیادہ-جذب کرنے والے مواد جیسے پتلی پلاسٹک کی فلم اور غیر-پگھلنے والے مواد جیسے لکڑی، کاغذ اور جھاگ کو بخارات بنا سکتا ہے۔

الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز تکنیک کو دھاتوں تک بڑھاتے ہیں۔ دھات میں موجود آزاد الیکٹران نبض اور حرارت کو انتہائی تیزی سے جذب کرتے ہیں، اور نبض نہ تو پگھلے ہوئے ذرات کے ساتھ تعامل کرتی ہے اور نہ ہی پلازما: مواد براہ راست سرسبز ہو جاتا ہے، اور توانائی کے لیے گرمی کے طور پر ارد گرد کی دھات میں پھیلنے کا کوئی وقت نہیں ہوتا ہے۔ Picosecond کی دالیں بغیر کسی نظر آنے والے تھرمل اثر کے، پگھلنے اور گڑ کی تشکیل کے بغیر کم ہوجاتی ہیں، یہی وجہ ہے کہ وہ پتلی ٹائٹینیم اور دیگر حرارت کے-حساس اجزاء پر استعمال ہوتی ہیں جہاں ایک ریکاسٹ پرت یا حرارت سے متاثرہ زون-ناقابل قبول ہوگا۔

پیرامیٹرز جو نتیجہ کو کنٹرول کرتے ہیں۔

دو ترتیبات کو عام طور پر غلط سمجھا جاتا ہے۔ فوکس کا قطر فوکس پوزیشن جیسا نہیں ہے: پہلا لینس کے ذریعے طے کیا جاتا ہے، دوسرا فی کام ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، اور یہ وہ پوزیشن ہے جو فیصلہ کرتی ہے کہ بیم اوپر کی سطح پر زیادہ سے زیادہ شدت پر ہے یا سیکشن میں زیادہ گہرا ہے۔ لیزر پاور اتنی زیادہ ہونی چاہیے کہ ورک پیس پر بجلی کی کثافت پروسیسنگ کی حد سے زیادہ ہو۔ اس دہلیز کے نیچے مواد کو کاٹے بغیر گرم کیا جاتا ہے، اور کنارے کو زیادہ تھرمل نقصان کا سامنا کرنا پڑتا ہے جتنا کہ اونچی سیٹنگ میں ہوتا ہے۔

کٹ کوالٹی کی وضاحت کرنا

ISO 9013 وہ معیار ہے جو تھرمل کٹس کو جیومیٹریکل پروڈکٹ کی تفصیلات اور معیار کی رواداری کے لحاظ سے درجہ بندی کرتا ہے، بشمول کٹے ہوئے چہرے کے پروفائل کی لمبائی اور اوسط اونچائی۔ ایک ایسی ڈرائنگ جو معیاری طبقے اور مادی موٹائی کو کال کرتی ہے، فیبریکیٹر کو ایک مقصدی ہدف دیتی ہے۔ ایک ڈرائنگ جو کہتی ہے کہ کلین کٹ نہیں ہوتا ہے۔

لیزر کی حفاظت کو لیزر مصنوعات کی درجہ بندی کے لیے EN 60825-1 اور محفوظ استعمال کے لیے ANSI Z136.1 کے ذریعے الگ سے احاطہ کیا گیا ہے۔ طول موج کے معاملات: تقریباً 1 µm پر فائبر لیزر اور 10.6 µm پر CO₂ لیزر دھات، گیس اور آنکھوں کے تحفظ کے ساتھ بہت مختلف طریقے سے تعامل کرتے ہیں، اور ایک پلیٹ فارم پر کام کرنے والی ترتیبات دوسرے پلیٹ فارم پر منتقل نہیں ہوتی ہیں۔

ٹائٹینیم اور دیگر رد عمل والی دھاتوں کو کاٹنا

ASTM B265 یا اس سے ملتی جلتی مصنوعات کی تفصیلات کے لیے خریدے گئے ٹائٹینیم کے لیے، لیزر کٹنگ عام طور پر ہائی پریشر پر نائٹروجن یا آرگن کے ساتھ کی جاتی ہے، کبھی آکسیجن یا کمپریسڈ ہوا کے ساتھ نہیں، کیونکہ آکسیجن کی افزودہ کنارے کی تہہ سخت، ٹوٹی پھوٹی اور پتلی حصوں سے ہٹانا مشکل ہے۔ نائٹروجن کم قیمت پر ہلکا، زیادہ ویلڈیبل کنارے پیدا کرتا ہے۔ آرگن صاف ترین نتیجہ دیتا ہے اور اس جگہ استعمال ہوتا ہے جہاں کٹا ہوا چہرہ تیار شدہ سطح ہو۔ ہیٹ ان پٹ کو کم رکھا جاتا ہے، اور پتلی گیج پر پکوسیکنڈ روٹ گرمی-متاثرہ زون کو مکمل طور پر ختم کر دیتا ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

Q:6 ملی میٹر سے زیادہ ہلکے اسٹیل کے لیے کون سی کٹنگ گیس استعمال کی جانی چاہیے؟
A: آکسیجن، شعلہ کاٹنے والی حکومت میں۔ Exothermic رد عمل لیزر توانائی سے کئی گنا زیادہ حصہ ڈالتا ہے اور یہی چیز موٹے ہلکے سٹیل کو کاٹنے کے لیے اقتصادی بناتی ہے۔

Q:کمپریسڈ ہوا کو پتلی پلیٹ پر کیوں استعمال کیا جا سکتا ہے لیکن ٹائٹینیم پر نہیں؟
A: چونکہ ہوا میں آکسیجن کا ایک حصہ اور نہ ہونے کے برابر تحفظ ہوتا ہے، اس لیے رد عمل والی دھاتوں پر کٹا ہوا کنارے آکسیجن اور نائٹروجن کو جذب کرتا ہے اور ایک سخت، ٹوٹنے والی تہہ بناتا ہے جسے بعد میں مشینی کے ذریعے ہٹانا پڑتا ہے۔

Q:کیا فائبر لیزر کو پلازما-اسسٹڈ کٹنگ سے فائدہ ہوتا ہے؟
A: نہیں، پلازما کلاؤڈ ٹھوس-ریاست لیزر طول موج پر شفاف ہوتا ہے، اس لیے جوڑنے کا فائدہ صرف CO₂ لیزر کے ساتھ 10.6 µm پر ظاہر ہوتا ہے۔

Q:پتلی دھات پر گڑ کی تشکیل کو کیسے ختم کیا جاتا ہے؟
A: picosecond رینج میں الٹرا شارٹ دالیں استعمال کرنے سے، جہاں مواد پگھلے ہوئے مرحلے کے بغیر شاندار ہو جاتا ہے، اس لیے وہاں کوئی ریکاسٹ پرت نہیں ہے، کوئی گرمی سے متاثرہ زون نہیں ہے اور کوئی گڑبڑ نہیں ہے۔

Q:ISO 9013 کا احاطہ کیا ہے؟
A: یہ تھرمل کٹس کی درجہ بندی کرتا ہے اور کٹے ہوئے چہرے کے لیے ہندسی مصنوعات کی وضاحتیں اور معیار کی رواداری کی وضاحت کرتا ہے، جو لیزر-کٹ ایج کو قبول کرنے یا مسترد کرنے کی معروضی بنیاد ہے۔

Q:کیا کرف کی چوڑائی کا تعین کرتا ہے؟
A: بنیادی طور پر فوکسڈ اسپاٹ ڈائی میٹر، جو فوکسنگ لینس کی فوکل لینتھ سے آتا ہے۔ فوکس پوزیشن، طاقت کی کثافت اور کاٹنے کی رفتار پھر فیصلہ کریں کہ وہ کیرف کتنی صاف طور پر تیار کیا جاتا ہے۔