Focus Concept

फ़ोकल लंबाई (Focal length)

संक्षेप में, फ़ोकल लंबाई लेंस से फ़ोकल प्लेन तक की दूरी है। हमारे मामले में फ़ोकल प्लेन के रूप में workpiece — यानी metal sheet — को लिया जाता है।

केंद्रित स्पॉट (focal point) की स्थिति फ़ोकल प्लेन के ऊपर हो तो उसे पॉज़िटिव फ़ोकस (positive focus) कहते हैं, और workpiece के नीचे हो तो नेगेटिव फ़ोकस (negative focus) कहते हैं।

फ़ोकस स्थिति का महत्व

फ़ोकल लंबाई का मान metal workpiece की सतह पर या उसके अंदर spot size को प्रभावित करता है: फ़ोकल लंबाई बढ़ने पर spot का व्यास बढ़ता है और इसके साथ ही कट की चौड़ाई (kerf) भी बढ़ती है।

पॉज़िटिव फ़ोकस

यह वह फ़ोकस स्थिति है जिसमें laser beam workpiece की सतह के ऊपर केंद्रित होता है।

आमतौर पर इस फ़ोकस का उपयोग कार्बन स्टील के workpieces की ऑक्सीजन (flame) कटिंग के लिए किया जाता है।

यह विधि स्लैग को हटाने में मदद करती है और oxygen को workpiece की निचली सतह तक पहुँचने में सहायता करती है, ताकि वह पूर्ण ऑक्सीडेशन अभिक्रिया में भाग ले सके।

पॉज़िटिव फ़ोकस का मान जितना अधिक होगा, उतना ही अधिक होगा:

• workpiece की सतह पर laser spot का व्यास;
• कट के चारों ओर हीटिंग और heat input;
• कार्बन स्टील के कट किए हुए तल की चिकनाई और चमक।

नेगेटिव फ़ोकस

कटिंग फ़ोकस workpiece के अंदर होता है। इस mode में, चूँकि फ़ोकस cutting surface से दूर होता है, कट की चौड़ाई workpiece की सतह पर spot के आकार से अपेक्षाकृत अधिक होती है। साथ ही, cutting gas का प्रवाह बड़ा होता है और तापमान पर्याप्त होता है।

• स्टेनलेस स्टील की कटिंग में नेगेटिव फ़ोकस का प्रयोग उपयुक्त है: कट की सतह एक समान बनावट और अच्छा cross-section दिखाती है।
• कटिंग से पहले plate की पियर्सिंग (piercing): चूँकि piercing की एक निश्चित ऊँचाई होती है, इसमें नेगेटिव फ़ोकस का प्रयोग किया जाता है — इससे यह सुनिश्चित होता है कि piercing की स्थिति पर spot का आकार सबसे छोटा और energy density सबसे अधिक हो।

शून्य फ़ोकस

कटिंग फ़ोकस workpiece की सतह पर होता है। आमतौर पर फ़ोकस के पास वाली cutting सतह अपेक्षाकृत चिकनी होती है, जबकि फ़ोकस से दूर निचली सतह अधिक खुरदरी होती है।

यह mode मुख्य रूप से प्रयोग होता है:

• पतली शीटों की कंटीन्यूअस-वेव laser cutting में;
• उच्च peak power वाली pulsed laser वाष्पीकरण द्वारा metal foil की परतों की कटिंग में।

Laser cutting में फ़ोकस स्थिति का चुनाव कटी जा रही plate की सामग्री (स्टेनलेस स्टील या कार्बन स्टील) से नहीं, बल्कि कटिंग विधि (oxidation cutting या fusion cutting) से तय होता है।