Focus Concept
المسافة البؤرية (Focal Length)
باختصار، المسافة البؤرية هي المسافة من العدسة إلى المستوى البؤري. في حالتنا نعتبر المستوى البؤري هو قطعة العمل — أي اللوح المعدني.
موضع البقعة المُركّزة (النقطة البؤرية) فوق المستوى البؤري يُسمّى بؤرة موجبة (positive focus)، وموضعها تحت قطعة العمل يُسمّى بؤرة سالبة (negative focus).
أهمية موضع البؤرة
تؤثّر قيمة المسافة البؤرية على حجم البقعة على سطح القطعة المعدنية أو داخلها: فمع زيادة المسافة البؤرية يكبر قطر البقعة، وبالتالي يزداد عرض شقّ القطع (kerf).
البؤرة الموجبة
هي وضع البؤرة الذي يتركّز فيه شعاع الليزر فوق سطح قطعة العمل.
عادةً ما يُستخدم هذا التركيز في القطع بالأوكسجين (قطع الأكسدة) لقطع الفولاذ الكربوني.
تساعد هذه الطريقة على إزالة الخبث وتُمكّن الأوكسجين من الوصول إلى السطح السفلي للقطعة للمشاركة في تفاعل الأكسدة الكامل.
كلما زادت قيمة البؤرة الموجبة، زاد:
- قطر بقعة الليزر على سطح القطعة؛
- التسخين وإدخال الحرارة حول شقّ القطع؛
- نعومة ولمعان سطح القطع للفولاذ الكربوني.
البؤرة السالبة
تكون بؤرة القطع داخل قطعة العمل. في هذا الوضع، ولأن البؤرة بعيدة عن سطح القطع، يكون عرض شقّ القطع أكبر نسبيًا من حجم البقعة على سطح القطعة. وفي الوقت نفسه يكون تدفّق غاز القطع كبيرًا ودرجة الحرارة كافية.
- عند قطع الفولاذ المقاوم للصدأ يُفضَّل استخدام البؤرة السالبة: يكون لسطح القطع نسيج موحّد ومقطع عرضي جيّد.
- الثقب الأولي (piercing) للوح قبل القطع: نظرًا لأن للثقب ارتفاعًا معيّنًا، تُستخدم البؤرة السالبة لضمان أن يكون حجم البقعة في نقطة الثقب أصغر ما يمكن وكثافة الطاقة أعلى ما يمكن.
البؤرة الصفرية
تقع بؤرة القطع على سطح قطعة العمل. عادةً يكون سطح القطع القريب من البؤرة أملس نسبيًا، بينما يكون السطح السفلي البعيد عن بؤرة القطع أكثر خشونة.
يُستخدم هذا الوضع أساسًا في:
- القطع الليزري المستمر للوحات الرقيقة؛
- التبخير الليزري النبضي ذي القدرة القصوى العالية لقطع طبقات الرقاقات المعدنية.
اختيار موضع البؤرة في القطع بالليزر يتحدّد ليس بمادة قطعة العمل (فولاذ مقاوم للصدأ أو فولاذ كربوني)، بل بطريقة القطع (قطع بالأكسدة أو قطع بالانصهار).