धातुओं की उच्च ऊर्जा बीम काटना: 2 प्रक्रियाएं

यह लेख धातुओं के उच्च ऊर्जा बीम काटने में शामिल दो मुख्य प्रक्रियाओं पर प्रकाश डालता है। ये प्रक्रियाएं हैं: 1. इलेक्ट्रॉन बीम कटिंग 2. लेजर बीम कटिंग।

प्रक्रिया # 1. इलेक्ट्रॉन बीम काटना:

इस प्रक्रिया में उच्च वेग वाले इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉन बीम (EB) को काटे जाने के लिए वर्कपीस पर लगाया जाता है। सेटअप इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग (ईबीडब्ल्यू) के लिए उपयोग किया जाता है, हालांकि काटने के लिए आवश्यक गर्मी इनपुट अधिक है।

इलेक्ट्रॉन बीम वर्कपीस में गर्मी उत्पन्न करता है जो सामग्री को वाष्पीकृत करता है और बीम को कीहोलिंग तकनीक द्वारा गहराई से प्रवेश करने की अनुमति देता है। प्रवेश की गहराई बीम की शक्ति पर निर्भर करती है। जबकि EBW में धातु कीहोल के चारों ओर प्रवाहित होती है और पीछे की ओर भर जाती है, काटने में हीट इनपुट बढ़ जाता है ताकि कीहोल बंद न हो।

उन सभी धातुओं को जिन्हें EBW प्रक्रिया द्वारा वेल्डेड किया जा सकता है, इस प्रक्रिया द्वारा भी काटा जा सकता है। ऑक्सी-एसिटिलीन काटने में कटौती की गुणवत्ता के साथ टायर कट की गुणवत्ता अनुकूल है। कार्य या इलेक्ट्रॉन बीम बंदूक की गतिशीलता के आधार पर किसी भी वांछित आकार में कटौती की जा सकती है।

ईबी प्रक्रिया का उपयोग जिरकोनियम, टाइटेनियम जैसी प्रतिक्रियाशील धातुओं को काटने के लिए लाभ के साथ किया जा सकता है, हालांकि, कटिंग ऑपरेशन के दौरान बड़ी मात्रा में धातु वाष्प का उत्पादन किया जाता है और पिघला हुआ धातु वैक्यूम चेंबर में कटौती से गिरता है, इससे काफी कठिनाइयां होती हैं प्रक्रिया का कुशल संचालन। इसके अलावा उपकरणों की लागत बहुत अधिक है। जब तक यह प्रक्रिया अपरिहार्य नहीं है, तब तक इसे लेजर बीम कटिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।

प्रक्रिया # 2. लेजर बीम काटना:

लेजर बीम कटिंग एक थर्मल कटिंग प्रक्रिया है, जो उस सामग्री को पिघलाने के लिए एक केंद्रित सुसंगत प्रकाश किरण को नियुक्त करती है जहां कटिंग की आवश्यकता होती है। उपयोग किए जाने वाले उपकरण लेजर बीम वेल्डिंग के लिए समान हैं। इस प्रक्रिया का उपयोग बाहरी आपूर्ति वाली गैस के साथ या उसके बिना किया जा सकता है; यदि ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है, तो एक्सटॉमिक प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त गर्मी के कारण कुछ धातुओं में कटौती को तेज किया जा सकता है।

ऑक्सीजन के अलावा अन्य सहायक गैसों जैसे कि संपीड़ित हवा, हीलियम, आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है। अक्रिय गैस के साथ प्राप्त कटौती स्वच्छ, गैर-ऑक्सीकृत किनारों को प्रदर्शित करती है, लेकिन कटे हुए टुकड़ों के तल पर चिपकी हुई ठोस धातु हो सकती है; ऑक्सीजन की सहायता से सामग्री को काट दिया जाता है, इसलिए मुख्य रूप से स्लैग होता है, जो इसकी भंगुरता के कारण अलग करना आसान होता है।

लेजर कटिंग के लिए निरंतर तरंग (CW) लेजर बीम के उपयोग की आवश्यकता होती है। जब सीडब्ल्यू लेजर के साथ पर्याप्त ऊर्जा घनत्व प्राप्त नहीं होता है, तो इसे अक्सर उच्च वेग गैस जेट के साथ संवर्धित किया जाता है। सामान्य तौर पर 1 किलोवाट बिजली और 10% दक्षता के साथ सीडब्ल्यू लेजर पतली गेज धातुओं को काटने के लिए पर्याप्त है। हालांकि, मोटे वर्गों को काटने के लिए, उदाहरण के लिए, 54 मिमी मोटी स्टील के लिए, इसे 6 किलोवाट की एक बीम की आवश्यकता होती है जैसा कि तालिका 19.9 में दिखाया गया है।

लेजर बीम कटिंग का मुख्य लाभ यह है कि इसका उपयोग सामान्य वातावरण या वैक्यूम में समान रूप से प्रभावी रूप से किया जा सकता है। ऑप्टिकल सिस्टम के साथ बीम को लंबी दूरी पर ले जाया जा सकता है, इसलिए बीम जनरेटर को काम स्टेशन से बहुत दूर रखा जा सकता है, जिससे बीम को सीमित पहुंच के स्थानों में इस्तेमाल किया जा सके। यह बहुत अधिक गर्मी घनत्व प्रदान करता है और विद्युत प्रणाली का हिस्सा बनने के लिए वर्कपीस की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, ऑक्स-फ़्यूल गैस कटिंग की तुलना में लेजर बीम की कटाई महंगी है और अब तक लेजर बीम की कटाई पतली सामग्रियों तक ही सीमित है।

धातुओं के अलावा, प्लास्टिक, लकड़ी के सिंथेटिक कपड़े और चीनी मिट्टी की चीज़ें काटने के लिए लेजर बीम का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। लेजर बीम का एक प्रमुख उपयोग वुडवर्किंग उद्योग में प्लाई-वुड और प्रेस्ड बोर्ड वुड को काटने के लिए है। बड़े पैमाने पर कपड़े बनाने के लिए कपड़े काटने के लिए भी इसका कुशलता से उपयोग किया गया है। लेजर बीम कटिंग की क्षमता का पूरी तरह से दोहन होने की उम्मीद है क्योंकि लेजर उत्पादक इकाइयां उचित लागत पर आसानी से उपलब्ध हो जाती हैं।