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激光切割加工是用不可見(jiàn)的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀,具有精度高、切割快速、不局限于切割圖案限制、自動(dòng)排版節(jié)省材料、切口平滑、加工成本低等特點(diǎn),將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。
激光切割優(yōu)勢(shì)
激光刀頭的機(jī)械部分與工件無(wú)接觸,在工作中不會(huì)對(duì)工件表面造成劃傷;激光切割速度快、切口光滑平整,般無(wú)需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小、板材變形小、切縫(0.1 mm~0.3 mm);切口沒(méi)有機(jī)械應(yīng)力,無(wú)剪切毛刺;加工精度高、重復(fù)性好、不損傷材料表面;數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對(duì)幅面很大的整板切割,無(wú)需開(kāi)模具,經(jīng)濟(jì)省時(shí)。
激光切割加工設(shè)備組成
激光切割加工設(shè)備主要由激光器、光導(dǎo)系統(tǒng)、數(shù)控運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)高度調(diào)節(jié)切割頭、工作平臺(tái)和高壓氣體噴吹系統(tǒng)組成。許多參數(shù)會(huì)影響激光切割過(guò)程,其中一些取決于激光器和機(jī)床的技術(shù)性能,而另一些是可變的。激光切割的主要參數(shù)是:
1.光束模式
基模,也稱高斯模,是切割理想的模式,主要出現(xiàn)在功率小于1 kW的小功率激光器。多模,是高階模的混合,在相同功率下多模的聚焦性差、切割能力低。單模激光的切割能力和切割質(zhì)量?jī)?yōu)于多模。
2.激光功率
激光切割所需要的激光功率主要取決于切割材料、材料厚度和切割速度要求。激光功率對(duì)切割厚度、切割速度、切口寬度等有很大影響。般激光功率增大,所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口寬度也有所加大。
3.焦點(diǎn)位置
焦點(diǎn)位置對(duì)切口寬度影響較大。般選擇焦點(diǎn)位于材料表面下方約1/3扳厚處切割深度大,且口寬度小。
4.焦距
切割較厚鋼板時(shí),應(yīng)采用焦矩較長(zhǎng)的光束,以獲得垂直度良好的切割面。焦點(diǎn)深度大,光斑直徑也增大,功率密度隨之減小,是切割速度降低。要保持定的切割速度需要增大激光功率。切割薄板宜采用焦距較小的光束,這樣光斑直徑小,功率密度大,切割速度快。
5.輔助氣體
切割低碳鋼多采用氧氣作切割氣體,以利用鐵-氧燃燒反應(yīng)熱來(lái)完成切割過(guò)程,而且切割速度快、切口質(zhì)量好,可以獲得無(wú)掛渣的切口。其壓力增大,動(dòng)能增加,排渣能力增強(qiáng);切割氣壓的大小根據(jù)材料、板厚、切割速度和切割表面質(zhì)量因素確定。
6.噴嘴結(jié)構(gòu)
噴嘴的結(jié)構(gòu)形狀和出光口尺寸大小,也影響激光切割質(zhì)量和效率,不同的切割要求選用不同的噴嘴。常用的噴嘴形狀有:圓柱形、錐形、所方形等形狀。激光切割般采用同軸
(氣流與光軸同心)吹氣方式,如氣流與光軸不同軸,那么在切割時(shí)易產(chǎn)生大量的飛濺。為保證切割過(guò)程的穩(wěn)定性,通常要控制噴嘴端面與工件表面的距離,般為0.5~2.0
mm,以便切割順利進(jìn)行。
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