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    湖南激光切割的這些基礎知識,你要掌握!

    時間: 2021-01-21 11:55:07來源: 岳陽市金蘭橋梁鋼模板有限公司
    湖南激光切割的這些基礎知識,你要掌握!
    早在上世紀 70 年代,激光就被用于切割。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,激光切割更被廣泛應用于鈑金,塑料、玻璃、陶瓷、半導體以及紡織品、木材和紙質(zhì)等材料加工。
    未來幾年里,激光切割在精密加工和微加工領(lǐng)域的應用同樣會獲得實質(zhì)的增長。
    激光切割
    當聚焦的激光束照到工件上時,照射區(qū)域會急劇升溫以使材料熔化或者氣化。一旦激光束穿透工件,切割過程就開始了:激光束沿著輪廓線移動,同時將材料熔化。通常會用一股噴射氣流將熔融物從切口吹走,在切割部分和板架間留下一條窄縫,窄縫幾乎與聚焦的激光束等寬。
    火焰切割
    火焰切割是切割低碳鋼時采用的一種標準工藝,采用氧氣作為切割氣體。氧氣加壓到高達 6 bar 后吹進切口。在那里,被加熱的金屬與氧氣發(fā)生反應:開始燃燒和氧化?;瘜W反應釋放大量的能量(達到激光能量的五倍)輔助激光束進行切割。
    熔化切割
    熔化切割是切割金屬時使用的另一種標準工藝。也可以用于切割其他可熔材料,例如陶瓷。
    采用氮氣或者氬氣作為切割氣,氣壓 2-20 bar 的氣體吹過切口。氬氣和氮氣是惰性氣體,這意味著它們不和切口中的熔化金屬發(fā)生反應,僅僅將它們向底部吹走。同時,惰性氣體可以保護切割邊緣不被空氣氧化。
    壓縮空氣切割
    壓縮空氣同樣可以用來切割薄板??諝饧訅旱?5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金屬。由于空氣中接近 80% 都是氮氣,因此壓縮空氣切割基本上屬于熔化切割。
    等離子體輔助切割
    如果參數(shù)選擇恰當,等離子體輔助熔化切割切口中會出現(xiàn)等離子體云。等離子體云由電離的金屬蒸氣和電離的切割氣組成。等離子體云吸收 CO2 激光的能量并轉(zhuǎn)化進工件,使更多的能量耦合到工件,材料會更快熔化,從而使切割速度更快。因此,這種切割過程也叫高速等離子體切割。

    等離子體云事實上相對于固體激光是透明的,因此等離子體輔助熔化切割只能使用 CO2激光。



    氣化切割
    氣化切割將材料蒸發(fā),盡可能減小了對周圍材料的熱效應影響。采用連續(xù) CO2 激光加工蒸發(fā)低熱量、高吸收的材料就可以達到上述效果,例如薄的塑料薄膜以及木材、紙、泡沫等不熔化的材料。
    超短脈沖激光使這項技術(shù)可以應用于其他材料。金屬中的自由電子吸收激光并劇烈升溫。激光脈沖不與熔融的粒子和等離子體反應,材料直接升華,沒有時間將能量以熱量的形式傳給周圍材料。皮秒脈沖燒蝕材料時沒有明顯的熱效應,沒有熔化和毛刺形成。
    許多參數(shù)影響激光切割過程,其中一些取決于激光器和機床的技術(shù)性能,而另一些是變化的。
    偏振度
    偏振度表明多少百分比的激光被轉(zhuǎn)換。典型的偏振度一般在 90% 左右。這對于高質(zhì)量的切割已經(jīng)足夠了。
    焦點直徑
    焦點直徑影響切口寬度,可以通過改變聚焦鏡的焦距改變焦點直徑。更小的焦點直徑意味著更窄的切口。
    焦點位置
    焦點位置決定了工件表面上的光束直徑和功率密度以及切口的形狀。
    激光功率
    激光功率應和加工類型、材料種類和厚度相匹配。功率要足夠高以至于工件上的功率密度超出加工閾值。
    工作模式
    連續(xù)模式主要用于切割毫米到厘米尺寸的金屬和塑料的標準輪廓。而為了熔化穿孔或者產(chǎn)生精密的輪廓,則采用低頻的脈沖激光。
    切割速度
    激光功率和切割速度要互相匹配。太快或者太慢的切割速度都會導致粗糙度的增加和毛刺的形成。
    噴嘴直徑
    噴嘴的直徑?jīng)Q定了從噴嘴中噴出的氣體流量和氣流形狀。材料越厚,氣體噴流的直徑也要越大,相應地,噴嘴口的直徑也要增大。
    氣體純度和氣壓
    氧氣和氮氣經(jīng)常用作切割氣體。氣體的純度和氣壓影響切割效果。
    采用氧氣火焰切割時,氣體純度需達到 99.95 %。鋼板越厚,采用的氣體氣壓越低。
    采用氮氣熔化切割時,氣體純度需要達到 99.995 %(理想情況是 99.999 %),熔化切割厚鋼板時需要更高的氣壓。
    技術(shù)參數(shù)表
    在激光切割早期,使用者要通過試運轉(zhuǎn)自行決定加工參數(shù)的設置?,F(xiàn)在,成熟的加工參數(shù)被存儲在切割系統(tǒng)的控制裝置中。對于每一種材料類型和厚度,都有對應的數(shù)據(jù)。技術(shù)參數(shù)表使得即使不熟悉這種技術(shù)的人也能順利操作激光切割設備。
    激光切割質(zhì)量評價因素
    有許多判定激光切割邊緣質(zhì)量的標準。像毛刺形式、凹陷、紋路等標準可以用肉眼判定;垂直度、粗糙度和切口寬度等則需要采用專業(yè)儀器來測量。材料沉積,腐蝕,熱影響區(qū)域和變形也是衡量激光切割質(zhì)量的重要因素。
    廣闊的前景
    湖南激光切割的持續(xù)成功,是其他大多數(shù)加工難以企及的。這種趨勢現(xiàn)在仍在繼續(xù)。在未來,激光切割的應用前景也將越來越廣闊。
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