مشکلات رایج در شیرهای کنترل گاز لیزر

شیرهای کنترل گاز لیزری اجزای حیاتی در کاربردهای صنعتی برش لیزری هستند. این شیرها دبی گازهای کمکی مانند نیتروژن یا اکسیژن را تنظیم می‌کنند که برای دستیابی به عملیات دقیق و کارآمد لیزر ضروری هستند.

رِیسُوار، شرکتی متخصص در کاربردهای برش لیزری با توان بالا که بیش از 15 سال سابقه دارد، مجموعه‌ای از دستگاه‌های یکپارچه شیر انتگرالی با عملکرد بالا را معرفی می‌کند که برای کنترل گاز لیزری طراحی و در چین تولید شده است.

درک شیرهای کنترل گاز لیزری

شیر تناسبی کنترل گاز، جزء اصلی برای تنظیم دقیق همانطور که گازها در برش لیزری است و مستقیماً بر کیفیت، کارایی و هزینه برش تأثیر می‌گذارد.

این عنصر اغلب نادیده گرفته می‌شود اما بسیار حیاتی است کامپوننت در فرآیند برش لیزری. شیر تناسبی کنترل گاز تنها یک «سوئیچ روشن-خاموش» نیست، بلکه به‌صورت پویا پارامترهای گاز را تنظیم می‌کند تا شرایط بهینه‌ای برای برش مواد و ضخامت‌های مختلف فراهم شود.

نقش‌های اصلی شیرهای کنترل گاز لیزری

کنترل پایدار فشار هوا: بر اساس نیازهای برش (مانند ضخامت فلز و توان لیزر)، به‌صورت دقیق فشار هوای خروجی را در محدوده ۰٫۱ تا ۱٫۵ مگاپاسکال تنظیم و حفظ می‌کند. فشار هوای پایدار می‌تواند از ایجاد بریدگی، چسبیدن سرباره یا سوختن بیش از حد در لبه برش جلوگیری کند.

تنظیم دقیق دبی جریان: با استفاده از فناوری کنترل نسبتی، دبی گاز به مقدار بهینه تنظیم می‌شود. به عنوان مثال، برای برش ورق‌های نازک فولادی دبی پایین مورد نیاز است تا از پرتاب قطعه کار جلوگیری شود، در حالی که برای برش ورق‌های ضخیم فولادی دبی بالا لازم است تا سرباره مذاب به سرعت خارج شود.

سوئیچ سریع با پاسخگویی بالا: در طول فرآیند برش (مثلاً سوراخ‌کاری، برش عادی، پایان برش)، پارامترهای گاز در عرض چند میلی‌ثانیه قابل تغییر هستند. به عنوان مثال، در هنگام سوراخ‌کاری از گاز با فشار پایین استفاده می‌شود تا از پاشش نازل جلوگیری شود و بلافاصله پس از سوراخ‌کاری، به گاز با فشار بالا برای برش تغییر وضعیت داده می‌شود.  

عیوب متداول شیرهای کنترل گاز

معمولاً خرابی‌های شیرهای تناسبی کنترل گاز در برش لیزری به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: پارامترهای نامتعارف گاز، خرابی‌های مکانیکی بدنه شیر و اشکالات سیگنال الکتریکی. این اشکالات می‌توانند مستقیماً منجر به کاهش کیفیت برش یا توقف تجهیزات شوند.

• پارامترهای گاز نامتعارف (محسوس‌ترین مورد)  

این نوع خرابی به صورت فشار و دبی خروجی گاز که با مقادیر تنظیم‌شده مطابقت ندارد، ظاهر می‌شود و رایج‌ترین مشکل در استفاده روزمره است.

ناپایداری فشار / دبی: در حین فرآیند برش، عقربه فشارسنج به طور مکرر نوسان می‌کند یا دبی به صورت نامنظم تغییر می‌کند. علل اصلی: ناپایداری خودِ فشار منبع گاز، نشتی هوا ناشی از سایش آب‌بندی در قطعات بدنه شیر یا انسداد مسیر داخلی گاز به دلیل وجود ناخالصی.

عدم خروج گاز یا فشار خروجی صفر: پس از باز کردن شیر، گازی خارج نمی‌شود یا فشار همواره صفر نمایش داده می‌شود. علل اصلی: سوئیچ منبع گاز روشن نیست، صافی ورودی کاملاً گرفته شده است، یا هسته شیر در وضعیت بسته قفل کرده است.

فشار / دبی خروجی قابل تنظیم نیست: صرف‌نظر از نحوه تنظیم سیگنال کنترلی، پارامترهای گاز تغییر نمی‌کنند یا فقط در محدوده کوچکی نوسان دارند. علل اصلی: آسیب به ماژول تنظیم نسبتی، تماس ضعیف در مدار سیگنال کنترلی، یا گیر کردن پیستون در داخل بدنه شیر.

• خرابی مکانیکی بدنه شیر

این نوع خرابی ناشی از آسیب دیدن قطعات مکانیکی شیر نسبتی خودش است و برای تأیید آن باید بدنه شیر باز شود و معاینه گردد.

سایش هسته / سیلندر شیر دندانه‌دار: پس از مدتی کاربرد طولانی، خط‌و‌خش بر روی سطوح آب‌بندی هسته شیر و سیلندر شیر یا تغییر شکل در آن‌ها ایجاد می‌شود.

علت خرابی: نشتی مداوم گاز رخ می‌دهد، به‌طوری که حتی هنگام بسته بودن شیر، مقدار کمی گاز بیرون می‌زند و منجر به هدررفت گاز می‌شود.

فرسودگی یا آسیب در واشر آب‌بندی: حلقه‌های اورینگ، واشرها و سایر اجزای آسیب‌پذیر داخل بدنه شیر به دلیل دمای بالا و خوردگی گاز از بین می‌روند.

علت خرابی: ردّ نشتی گاز به‌وضوح در سطح خارجی یا محل اتصالات بدنه شیر دیده می‌شود که همراه با کاهش فشار است.

گیرکردن داخلی: ذرات آلاینده و مواد روغنی موجود در گاز فشرده وارد بدنه شیر شده و باعث حرکت نامنظم پیستون یا سطلک (اسپول) می‌شوند.

علائم خرابی: عملکرد شیر کند است، پاسخگویی آن در تغییر پارامترهای گاز تأخیر دارد و ممکن است حتی پدیده «لکنت» را نیز نشان دهد.

• خرابی‌های سیستم الکتریکی و سیگنال

این خرابی‌ها که شامل مدارهای کنترلی و سنسورها هستند، معمولاً نیازمند تست با ابزارهایی مانند مولتی‌متر می‌باشند.

عدم وجود سیگنال کنترلی ورودی: شیرهای تناسبی نمی‌توانند دستورات تنظیم را از کنترلرها دریافت کنند. علل اصلی: - مدار کنترل باز است - اتصالات شل هستند - خرابی پورت خروجی کنترلر

سیگنال‌های فیدبک غیرعادی: سنسورهای فشار/دبی آسیب دیده در شیرهای تناسبی، ارسال فیدبک پارامترهای لحظه‌ای به کنترلرها را مختل می‌کنند.

علائم: انحراف قابل توجه بین نشانگرهای کنترلر و مقادیر واقعی، هشدارهای مکرر خطای "پارامتر خارج از محدوده"

سوختن سیم‌پیچ: سیم‌پیچ الکترومغناطیسی در بدنه شیر به دلیل ولتاژ بالا، بار زیاد یا تخلیه حرارت ناکافی آسیب می‌بیند. علائم: سطح سیم‌پیچ داغ می‌شود، شیر عمل نمی‌کند و مولتی‌متر مقاومت بی‌نهایت نشان می‌دهد.

نتیجه‌گیری

در مجموع، یک مانیفولد شیر کنترل گاز با عملکرد بالا می‌تواند کیفیت برش را بهبود بخشد، بازدهی برش را افزایش دهد و هزینه مواد مصرفی را کاهش دهد. به عنوان گزینه‌ای مقرون به صرفه، رِیسوار معرفی می‌کند مقدارگیرهای گاز به تولیدکنندگان دستگاه برش لیزری و کاربران نهایی که نیاز به خرید مانیفولد شیر تناسبی با کیفیت خوب و ارزان دارند.