1. تکنیکی اصول اور بنیادی عمل
لیزر بجھانا حالیہ برسوں میں فیکٹریوں میں سطح کے علاج کا ایک عام طریقہ ہے۔ سیدھے الفاظ میں، اس میں کسی دھاتی حصے کی سطح کو تیزی سے شعاع کرنے کے لیے ایک اعلیٰ-انرجی لیزر بیم کا استعمال کرنا، دھات کی سطح کی ایک بہت ہی پتلی تہہ کو انتہائی کم وقت میں بہت زیادہ درجہ حرارت پر گرم کرنا، پھر اس حصے پر ہی انحصار کرتے ہوئے تیزی سے ٹھنڈا ہونا، اس طرح سطح کو بہت سخت اور پہننے کے لیے مزاحم-بنانا شامل ہے۔
یہ عمل دراصل روایتی بجھانے سے مماثلت رکھتا ہے۔ دونوں تیز ٹھنڈک کے ذریعے سخت مائیکرو اسٹرکچر حاصل کرتے ہیں۔ تاہم، لیزر بجھانے کی اپنی خصوصیات ہیں: یہ صرف ایک بہت ہی پتلی سطح کی تہہ کو گرم کرتی ہے، جس سے اس حصے کا اندرونی حصہ زیادہ متاثر نہیں ہوتا، جس کے نتیجے میں بہت چھوٹی مسخ ہوتی ہے۔ مزید برآں، لیزر بیم لچکدار طریقے سے حرکت کر سکتا ہے اور پیچیدہ شکلوں والے حصوں کا علاج کر سکتا ہے، جو بجھانے کے روایتی طریقوں کے لیے مشکل ہے۔
2. لیزر کوئنچنگ کیسے کام کرتی ہے۔
جب لیزر بیم دھات کی سطح سے ٹکراتا ہے، تو توانائی دھات سے جذب ہوتی ہے، اور سطح کا درجہ حرارت تیزی سے بڑھتا ہے۔ عام اسٹیل کے لیے، درجہ حرارت کو 800 ڈگری سیلسیس سے تجاوز کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اس وقت اسٹیل کا مائیکرو اسٹرکچر آسٹنائٹ میں بدل جاتا ہے۔ اس وقت، لیزر کی شعاع دور ہو جاتی ہے، اور حرارت تیزی سے ٹھنڈک کی شرح سے ٹھنڈے اندرونی بنیادی مواد میں لے جاتی ہے جو دسیوں ہزار ڈگری سیلسیس فی سیکنڈ تک پہنچ سکتی ہے۔ اس طرح کی تیز ٹھنڈک کے تحت، آسٹنائٹ سخت مارٹینائٹ میں تبدیل ہو جاتی ہے۔
اس عمل میں کئی اہم نکات ہیں: حرارت کی شرح کافی تیز ہونی چاہیے تاکہ بنیادی مواد کو گرم ہونے کا وقت نہ ملے۔ ٹھنڈک کی شرح بھی اتنی تیز ہونی چاہیے کہ ایک عمدہ مارٹینیٹک مائیکرو اسٹرکچر حاصل کر سکے۔ لیزر بجھانے سے ان ضروریات کو بخوبی پورا کیا جا سکتا ہے۔ یہ ایک سیکنڈ کے ہزارویں حصے میں ہیٹنگ مکمل کر سکتا ہے، پھر بنیادی مواد کی اپنی تیز رفتار گرمی کی کھپت پر انحصار کرتا ہے۔
3. لیزر بجھانے کی اہم خصوصیات
چھوٹی مسخ لیزر بجھانے کا سب سے واضح فائدہ ہے۔ چونکہ صرف ایک پتلی سطح کی تہہ کو گرم کیا جاتا ہے، اس لیے حصے کے درجہ حرارت میں تبدیلی کم سے کم ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں تھرمل تناؤ کم ہوتا ہے۔ لہذا، مسخ کی مقدار عام طور پر روایتی بجھانے کے مقابلے میں صرف ایک-دسواں ہے۔ یہ صحت سے متعلق حصوں کے لئے خاص طور پر اہم ہے.
اعلی سختی ایک اور خصوصیت ہے۔ تیز رفتار لیزر ہیٹنگ اور کولنگ ایک بہت ہی عمدہ مارٹینیٹک مائکرو اسٹرکچر تیار کرتی ہے۔ یہ مائیکرو اسٹرکچر روایتی بجھانے سے حاصل ہونے والے اس سے بہتر اور سخت بھی ہے۔ مثال کے طور پر، 45 سٹیل کے لیے، روایتی بجھانے کی سختی تقریباً 55 HRC ہے، جبکہ لیزر بجھانے سے 60-65 HRC حاصل ہو سکتی ہے۔
اچھی سلیکٹیوٹی لیزر بجھانے کو ایک اہم فائدہ دیتی ہے۔ لیزر بیم شعاع ریزی والے علاقے کو درست طریقے سے کنٹرول کر سکتا ہے، صرف ان حصوں کا علاج کر سکتا ہے جنہیں سخت ہونے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر، گیئر ٹوتھ سرفیسز یا گائیڈ ریل ورکنگ سرفیسز کو سخت کیا جا سکتا ہے جب کہ دوسرے حصے میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی۔
آٹومیشن کی اعلی ڈگری بھی قابل ذکر ہے۔ بجھانے کے پورے عمل کو کمپیوٹر کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، مستحکم پیرامیٹرز اور اچھی ریپیٹیبلٹی کے ساتھ، بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے۔
4. لیزر بجھانے کے لیے عمل کا کنٹرول
لیزر بجھانے کو اچھی طرح انجام دینے کے لیے، کئی کلیدی پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔
لیزر پاور ان پٹ توانائی کی مقدار کا تعین کرتی ہے۔ اگر طاقت بہت کم ہے تو، سطح کا درجہ حرارت ضروریات کو پورا نہیں کرے گا؛ اگر بہت زیادہ ہے، تو یہ سطح کو جلا سکتا ہے. یہ عام طور پر مواد کی قسم اور سختی کی گہرائی کی ضروریات کی بنیاد پر منتخب کیا جاتا ہے، عام طور پر 500-5000 واٹ کے درمیان ہوتا ہے۔
اسکیننگ کی رفتار سے مراد لیزر بیم کی حرکت کی رفتار ہے۔ اگر رفتار بہت سست ہے، تو ضرورت سے زیادہ گرمی بنتی ہے، ممکنہ طور پر بنیادی مواد کو متاثر کرتی ہے۔ اگر بہت تیز ہو تو، حرارتی نظام ناکافی ہے، اور مائیکرو اسٹرکچرل تبدیلی نامکمل ہے۔ اس پیرامیٹر کو طاقت کے ساتھ مل کر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔
جگہ کا سائز توانائی کی کثافت اور سخت بینڈ کی چوڑائی کو متاثر کرتا ہے۔ ایک چھوٹی سی جگہ کا مطلب ہے مرتکز توانائی، جس کے نتیجے میں ایک گہری لیکن تنگ سخت تہہ بنتی ہے۔ ایک بڑی جگہ کا مطلب ہے ایک وسیع سخت بینڈ لیکن اتلی تہہ۔ عملی ایپلی کیشنز میں، اس کا انتخاب حصہ کی شکل اور سختی کی ضروریات کی بنیاد پر کیا جانا چاہیے۔
بڑے علاقوں کا علاج کرتے وقت اوورلیپ تناسب پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ پورے علاقے کا احاطہ کرنے کے لیے، لیزر بیم کے سکیننگ راستوں کو جزوی طور پر اوورلیپ کرنے کی ضرورت ہے۔ بہت کم اوورلیپ غیر سخت زون چھوڑ دیتا ہے۔ بہت زیادہ اوورلیپ مزاج میں نرمی کا سبب بن سکتا ہے۔ عام طور پر، اسے 10-30٪ کے درمیان کنٹرول کرنا مناسب ہے۔
5. مختلف مواد کے علاج کے کلیدی نکات
مختلف مواد لیزر بجھانے کے لیے مختلف طریقے سے رد عمل ظاہر کرتے ہیں، مختلف عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔
درمیانے-کاربن اسٹیل لیزر بجھانے کے لیے موزوں ترین مواد میں سے ہیں۔ 45 سٹیل اور 40Cr جیسے مواد میں کاربن کا مواد معتدل ہوتا ہے، بجھانے کے بعد زیادہ سختی حاصل کر سکتا ہے، اور کریکنگ کا کم خطرہ ہوتا ہے۔ پروسیسنگ کے دوران، بجلی کی کثافت مناسب طور پر زیادہ ہوسکتی ہے، اور اسکیننگ کی رفتار بھی تیز ہوسکتی ہے۔
ٹول اسٹیل جیسے Cr12MoV، H13، وغیرہ، مرکب عناصر کی موجودگی کی وجہ سے بہتر سختی کے حامل ہوتے ہیں۔ لیزر بجھانے سے ایک گہری سخت پرت حاصل ہو سکتی ہے، لیکن زیادہ گرمی سے بچنے کے لیے حرارتی درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے پر توجہ دینی چاہیے۔
کاسٹ آئرن مواد لیزر بجھانے سے بھی گزر سکتا ہے۔ تاہم، گریفائٹ کی موجودگی کی وجہ سے، پروسیسنگ کے دوران خصوصی توجہ کی ضرورت ہے. طاقت بہت زیادہ نہیں ہوسکتی ہے، ورنہ گریفائٹ گل جائے گا اور سوراخ بنائے گا۔ عام طور پر، لیزر جذب کو بہتر بنانے کے لیے پہلے سطح پر علاج کی ضرورت ہوتی ہے۔
الوہ دھاتیں جیسے ایلومینیم مرکبات، ٹائٹینیم مرکبات وغیرہ، سٹیل کے مقابلے لیزر بجھانے سے کم واضح اثرات دکھاتے ہیں، لیکن پھر بھی کچھ مضبوطی حاصل کر سکتے ہیں۔ پروسیسنگ کے دوران زیادہ درست پیرامیٹر کنٹرول کی ضرورت ہے۔
6. سطحی علاج کی اہمیت
بہت سے دھاتی مواد میں لیزرز کی زیادہ عکاسی ہوتی ہے، خاص طور پر ایلومینیم اور تانبے جیسے مواد، جہاں زیادہ تر لیزر توانائی منعکس ہوتی ہے۔ لیزر توانائی کے جذب کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، بجھانے سے پہلے سطح کا علاج ضروری ہے۔
فاسفیٹنگ کا علاج ایک عام استعمال شدہ طریقہ ہے۔ سطح پر فاسفیٹ کوٹنگ کی ایک تہہ بنتی ہے، جو لیزر توانائی کو اچھی طرح جذب کرتی ہے۔ فاسفیٹنگ کے علاج کے بعد، سٹیل سے لیزر کے جذب کی شرح تقریباً 30 فیصد سے بڑھ کر 70 فیصد ہو سکتی ہے۔
روشنی کو جذب کرنے والے پینٹ کے ساتھ کوٹنگ-بھی بہت عام ہے۔ مارکیٹ میں خاص طور پر لیزر ہیٹ ٹریٹمنٹ کے لیے ڈیزائن کیے گئے پینٹس موجود ہیں۔ سطح پر لیپت ایک پتلی پرت جذب کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتی ہے۔ یہ پینٹ بجھانے کے عمل کے دوران جل جاتے ہیں اور سطح پر نہیں رہتے ہیں۔
سطح کی کھردری جذب کو بھی بہتر بنا سکتی ہے۔ سینڈبلاسٹنگ جیسے طریقے سطح کو کھردرا بنا دیتے ہیں، جس سے لیزر کے جذب میں اضافہ ہوتا ہے۔ تاہم، یاد رکھیں کہ کھردرا پن مناسب ہونا چاہیے؛ بہت کھردرا سطح کے معیار کو متاثر کر سکتا ہے۔
7. آلات کی ترتیب کے لیے کلیدی نکات
لیزر بجھانے والے نظام میں بنیادی طور پر لیزر، موشن سسٹم، کولنگ سسٹم اور کنٹرول سسٹم شامل ہیں۔
لیزر بنیادی جزو ہے۔ فائبر لیزرز اور سیمی کنڈکٹر لیزرز اب عام طور پر ان کی اعلی الیکٹرو-آپٹیکل تبادلوں کی کارکردگی اور نسبتاً آسان دیکھ بھال کی وجہ سے استعمال ہوتے ہیں۔ بجلی کا انتخاب پیداوار کی ضروریات پر منحصر ہے۔ عام طور پر، چھوٹے حصوں کے لیے تقریباً 1000 واٹ کافی ہوتے ہیں، جب کہ بڑے حصوں کے لیے 3000 واٹ سے زیادہ کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
موشن سسٹم لیزر ہیڈ اور ورک پیس کے درمیان رشتہ دار حرکت کو سنبھالتا ہے۔ حرکت پذیر ورک ٹیبل کی اقسام، لیزر ہیڈ کی حرکت پذیر اقسام، اور روبوٹک بازو کی اقسام ہیں۔ انتخاب حصے کے سائز اور شکل پر منحصر ہے۔ پیچیدہ خمیدہ سطحوں کو عام طور پر ملٹی-محور لنکیج سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے۔
کولنگ سسٹم بہت اہم ہے۔ لیزر کو خود کولنگ کی ضرورت ہوتی ہے، اور ورک پیس کو بھی بجھانے کے دوران مناسب ٹھنڈک کی ضرورت ہوتی ہے۔ پانی کی ٹھنڈک کو عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے، ٹھنڈک پانی کے بہاؤ اور درجہ حرارت کو مستحکم کرتا ہے۔
کنٹرول سسٹم اب کمپیوٹر-کنٹرولڈ ہے۔ یہ آپریشن کے دوران براہ راست یاد کرنے کے لیے پروسیس پیرامیٹرز کے متعدد سیٹوں کو اسٹور کر سکتا ہے۔ ایک اچھا کنٹرول سسٹم ریئل ٹائم میں عمل کے پیرامیٹرز کی نگرانی بھی کر سکتا ہے اور مستقل معیار کو یقینی بنانے کے لیے خود بخود ان کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔
