High Energy Beam Skæring af Metaller: 2 Processer
Denne artikel sætter lys på de to hovedprocesser, der indgår i høj energi stråling skæring af metaller. Processerne er: 1. Electron Beam Cutting 2. Laser Beam Cutting.
Fremgangsmåde # 1. Elektronbjælke:
I denne proces er en elektronstråle (EB) af højhastighedse-elektroner lavet til at påvirke det emne, der skal skæres. Opstillingen er den samme som brugt til elektronstrålesvejsning (EBW), men den nødvendige indgang til skærning er højere.
Elektronstrålen genererer varme i emnet, som fordamper materialet og gør det muligt for strålen at trænge dybere ind ved nøglehulleteknik. Dybden af penetrationen afhænger af strålens kraft. Mens i EBW strømmer metalen rundt om nøglehullet og udfylder det bagved, skæres varmemængden ind, så nøglehullet ikke lukkes.
Alle disse metaller, der kan svejses ved EBW-processen, kan også skæres ved denne proces. Kvaliteten af dækkets snit sammenligner sig positivt med kvaliteten af skæringen i oxy-acetylen skæring. Afhængigt af arbejdets manøvredygtighed eller elektronstrålepistolen kan enhver ønsket form skæres.
EB-processen kan bruges til fordel for at skære reaktive metaller som zirconium, titan osv. Men fordi en stor mængde metaldampe produceres under skæreoperationen, og det smeltede metal falder fra skæringen i vakuumkammeret, kasser det betydelige vanskeligheder i effektiv håndtering af processen. Udgifterne til udstyr er desuden meget høje. Medmindre processen er uundgåelig, udskiftes den med laserstråleskæring.
Process # 2. Laser Beam Skæring:
Laserstråleskæring er en termisk skæreproces, der anvender en koncentreret sammenhængende lysstråle til at smelte væk det materiale, hvor skæring er påkrævet. Det anvendte udstyr er det samme som til laserstrålesvejsning. Processen kan anvendes med eller uden en eksternt leveret gas; Hvis der anvendes ilt, kan skæringen gøres hurtigere i nogle metaller på grund af den ekstra varme, der frembringes ved den eksoterme reaktion.
Bortset fra oxygen kan en bred vifte af andre hjælpegasser såsom komprimeret luft, helium, argon, kuldioxid og nitrogen effektivt anvendes. De nedskæringer, der er opnået med inert gas, udviser rene, ikke-oxiderede kanter, men kan have størknet fastholdigt metal fastgjort til bunden af de udskårne stykker; med oxygenassisteret skæring af materialet så fast er hovedsagelig slagg, som er let at løsne på grund af dets brølhed.
Laserskæring kræver brug af kontinuerlig bølge (CW) laserstråle. Når der ikke opnås tilstrækkelig energitæthed med en CW-laser, forstærkes den ofte med en gasstrøm med høj hastighed. Generelt er CW-laseren med op til 1 KW strøm og 10% effektivitet tilstrækkelig til at skære tynde metaller. For at skære tykkere sektioner, for eksempel 54 mm tykt stål, kræver det en stråle på 6 KW som vist i tabel 19.9.
Den største fordel ved laserstråle skæring er, at den kan bruges i den normale atmosfære eller vakuum lige så effektivt. Strålen kan transporteres over lange afstande med optiske systemer, så strålegeneratoren kan holdes langt væk fra arbejdsstationen, hvilket gør det muligt for strålen at blive brugt på steder med begrænset tilgængelighed. Det giver meget høj varme tæthed og kræver ikke, at emnet skal være en del af det elektriske system. Laserstråleskæring er imidlertid dyr sammenlignet med oxy-brændstofgasskæring og hidtil er laserstråleskæring begrænset til tynde materialer.
Bortset fra metaller er laserstråle med succes brugt til at skære plast, træ syntetisk klud og keramik. En stor anvendelse af laserstråle er til skæring af træ- og presset brænde i træbearbejdningsindustrien. Det har også været brugt effektivt til at skære klud til fremstilling af store tøj. Potentialer for laserstråleafskæring forventes udnyttet fuldt ud, så snart lasergenererende enheder bliver lettere tilgængelige til rimelige omkostninger.
