早在上世紀 70 年代,激光就被首次用于切割。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,激光切割更被廣泛應(yīng)用于鈑金,塑料、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)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(yīng)用同樣會獲得實質(zhì)的增長。
激光切割工作原理?
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。
參數(shù):調(diào)整加工過程
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。
焦點位置:工件內(nèi)部,工件表面和工件上方
激光功率
激光功率應(yīng)和加工類型、材料種類和厚度相匹配。功率必須足夠高以至于工件上的功率密度超出加工閾值。
更高的激光功率可以切割更厚的材料
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必須互相匹配。太快或者太慢的切割速度都會導(dǎo)致粗糙度的增加和毛刺的形成。
切割速度隨著板材厚度增加而降低
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(yīng)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,使用者必須通過試運轉(zhuǎn)自行決定加工參數(shù)的設(shè)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(yīng)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(shè)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用儀器來測量。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。
好的切割,壞的切割。評價切割邊緣質(zhì)量的標準
廣闊的前景
激光切割的持續(xù)成功,是其他大多數(shù)加工難以企及的。這種趨勢今天仍在繼續(xù)。在未來,激光切割的應(yīng)用前景也將越來越廣闊。
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