光纤激光切割工艺
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激光切割常规知识点总结一、激光切割的基本原理激光切割是利用激光束对材料进行加热并使其融化,然后利用气体吹掉熔融材料,实现对工件的切割和加工。
激光切割的基本原理包括以下几个方面:1. 光学原理:激光切割系统由激光器、准直器、聚焦镜和切割头等部件组成。
激光器产生的激光束经过准直器和聚焦镜聚焦成一束高能密度的激光束,并通过切割头对工件进行切割。
2. 热力学原理:激光束对材料的作用主要是利用激光的光能将材料加热至熔点或汽化点,使其发生相变并形成蒸汽,然后利用气流将蒸汽吹离工件表面,以实现切割和加工。
3. 动力学原理:激光切割过程中需要控制激光束的能量密度、聚焦深度和切割速度等参数,以实现对工件的精确切割和加工。
二、激光切割设备激光切割设备是实现激光切割加工的关键装备,主要包括激光器、光纤传输系统、切割头、数控系统和辅助气体系统等部件。
激光切割设备的主要特点包括以下几个方面:1. 激光器:激光切割设备通常采用二氧化碳激光器、光纤激光器或固体激光器等作为激光源,具有高能量密度、高光束质量和长寿命等优点。
2. 切割头:切割头是激光束对工件进行切割的部件,主要包括焦距调节装置、气体喷嘴、光斑调节器和感应器等部件,能够实现对激光束的调节和控制。
3. 数控系统:激光切割设备通常配备数控系统,能够实现对切割参数、切割路径和切割速度等参数的精确控制,以实现对工件的精确切割和加工。
4. 辅助气体系统:辅助气体系统包括氧气、氮气和惰性气体等,用于实现对切割过程中产生的熔融材料和烟尘的清除,以保证切割质量和工作环境的清洁。
三、激光切割的材料激光切割能够对金属材料和非金属材料进行切割和加工,主要包括以下几类材料:1. 金属材料:包括碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金和镍合金等金属材料,具有导热性好、熔点高和导电性强等特点。
2. 非金属材料:包括塑料、橡胶、布料、陶瓷和玻璃等非金属材料,具有熔点低、易氧化和易挥发等特点。
激光切割不仅可以对单一材料进行切割,还可以对多种复合材料进行加工,例如通过调节激光切割参数和使用不同的辅助气体,可以实现对金属与非金属的复合材料的切割和加工。
激光切割加工工艺处理细节的喷嘴(主要用于二次切割)注:喷嘴外的阴影区域为正常的无干涉加工范围. 3.SER加工参数及应用(1)范围:X*Y(2500*1250)(2)激光束光俓通常为0.2mm(3)2512型加工料厚:LASER还可以加工木板,压克力板及附有薄膜的金属材料等.注: LASER机具有自动感应功能而非金属它无法感应,因此加工时必须设定在每某一高度.,同时LASER机具有将薄膜割穿后再重复割金属材料而不必设定高度的功能.(4) LASER具有刻蚀功能.如:将文字或图案刻在工件上(刻蚀深度与加工参数有关)(5) 工作台上剑栅之间的行距为50mm(二次加工时,如有干涉,可将干涉之剑栅取下),加工小工件时,如果工件在X方向的宽度小于50﹐则工件切割完后就会从剑栅之间的空隙掉入废料箱.如果工件在X方向的宽度大于50小于100﹐如果工件切割完后刚好只有一个剑栅支撑, 也会掉入废料箱.5. LASER二次切割落料原则:(1) 小工件(NCT只能单爪夹料时)采用先NCT再LASER二次切割.(通常LASER二次切割件上含有若干小工件,但必须以销钉孔定位.)(2)原则7.切割过程中材料会向下变形且经过剑栅处工件被烧黑.工艺处理时,通常先割一母板以避开工件的切割路径,再将材料放在母板上或者将薄材放在专用支架(治具)上并绷紧拉直以避免接触剑栅. SER加工的优势与缺陷(与NCT比较)(1)直线切割速度比NCT快.(2)可割不规则曲线(3)割孔速度比NCT冲孔慢,LASER飞行切割的最快速度100个/分左右,而NCT的冲孔速度则超过400个/分.(4)LASER的切割面光滑细腻,NCT步冲则会留下接点(NCT的无接点刀具步距比较小,D型刀具长才25mm).结论:LASER适合割外形,NCT适合冲孔,如没有现成的NCT刀具,则根据实际情况开NCT刀具.SER加工的工艺处理及注意事项:(1) 在割五金件底孔时,必须加大0.05mm. 因为在切割起点与终点时会留有微小的接点.例: 底孔为Φ5.4应割成Φ5.45注:五金件的底通常用NCT或模具加工,以保证加工精度.(2) 割工艺孔时宽度一般大于0.5mm, 越小毛刺越明显.(3) 在从平面到凸包的斜面作二次切割时,速度必须很慢,实际上与切割等厚材料类似.(4) LASER为热加工,割网孔及薄材受热影响, 容易使工件变形.(5) 所有工件的锐角如没有特别要求在LASER加工时,必须按R0.5mm倒圆角.。
激光切割生产工艺流程
首先呢,得准备好材料。
这材料的选择可重要啦!要根据你想要切割出来的东西的用途、形状啥的来选。
我觉得呢,在选择材料的时候,不要太着急,多看看不同的材料特性,这样才能选到最合适的。
接下来就是设计切割图案啦。
这个环节呀,可以根据实际情况自行决定。
你可以自己手绘一个简单的草图,然后再用相关的软件把它转化成能被激光切割机识别的图案。
当然啦,要是你很熟练那些设计软件,直接在软件里设计就更方便啦。
不过有时候,手绘的草图可能会给你更多创意的灵感呢,你说是不是?
然后就到了把材料放到激光切割机里的步骤了。
这一步要特别注意!要确保材料放得稳稳当当的,不然切割的时候可能就会出问题。
根据经验,在放材料之前,最好先检查一下机器里面有没有杂物,要是有杂物的话,可能会影响切割的精度哦。
再然后呢,就是设置激光切割机的参数啦。
像功率呀、速度呀这些参数,要根据材料的厚度、硬度还有你设计的图案复杂程度来调整。
这一步可能有点小麻烦,刚开始可能会觉得麻烦,但习惯了就好了。
小提示:参数设置得不合适的话,切割出来的效果可能就不太理想,所以要多试几次,找到最合适的参数组合。
最后呢,切割完成之后,把切割好的部件取出来。
小提示:别忘了最后一步哦!取出来之后呢,再检查一下切割的质量,看看有没有瑕疵呀,或者有没有需要再加工的地方。
光纤激光切割工艺是一种利用激光束对材料进行切割的技术。
它主要通过将激光束聚焦到极小的点上,使材料局部受热熔化或汽化,然后通过气流将熔化或汽化的材料吹散,从而实现切割。
光纤激光切割工艺具有以下特点:
1. 高精度:激光束的直径很小,可以实现非常精细的切割,切割线条平滑,无毛刺。
2. 高速度:激光切割速度快,可以实现高效率的生产。
3. 无接触加工:激光切割是一种非接触加工技术,不会对材料造成物理上的损伤。
4. 适用范围广:光纤激光切割可以切割各种材料,包括金属材料、非金属材料等。
光纤激光切割工艺在许多领域得到广泛应用,例如金属加工、电子零件制造、汽车制造等。
它能够实现高精度、高效率的切割,提高生产效率和产品质量。
光纤激光切割:超高效精确的神奇工艺
光纤激光切割,是现代工业中一种非常先进的金属切割手段。
它
利用激光束在金属表面快速打熔并喷出熔渣、气化等方式实现切割,
具有高效率、高精度、高质量等优势。
光纤激光切割原理主要是靠激光从光纤中传导出来,在凸透镜的
作用下汇聚为小于0.2mm的小点状光斑,然后通过计算机程序对工件
进行扫描进行切割。
那么,它的高效率、高精度、高质量具体表现在哪些方面呢?
首先,光纤激光切割的高效率得益于它的激光功率密度极高,可
以实现快速、高温、腐蚀、氧化、变性等高负荷作业。
其次,利用计
算机程序,可以灵活自如地实现小批量、多种产品的生产,免去了传
统方式下换刀的时间浪费。
此外,由于光斑极小,切割时切口宽度仅
为0.1-0.5毫米,被切割材料周围的热影响区域也很小,最大限度地
避免了金属变形,保证了高精度切割。
作为现代工业中的重要生产力量,光纤激光切割已广泛应用于电子、机械、航空、医疗、汽车等行业中。
它已经成为了实现产值、效益、质量提升的有力手段。
对于想要深入了解和应用光纤激光切割技术的读者来讲,要注意
合理选用激光功率、光线直径、切割速度等参数,保证切割质量和效
率相匹配,还可以结合数控技术自动化生产,最大限度地发挥其优势。
大族光纤激光切割机常用操作步骤程序在执行过程中停止程序在执行过程中,遇到非机床紧急停止类报警或按停止按钮停止时,可在消除报警后,按主操作面板上的机床复位按键复位报警,若机台在随动方式下最好先按“RETRACT”提升Z轴,然后直按启动按钮便可继续运行加工程序。
如其它要求可按以下两种方法操作:1.如果在切割过程中反渣,出现切割头传感器碰撞类报警导致机床停止时,可先“RETRACT”按键,将Z轴抬起一固定高度,然后人为将反渣清掉,复位报警后再启动程序便可继续运行加工程序。
2.如果在加工过程中,你需要暂停机床,并且要手动移动X或Y轴到机床近点以便更换切割喷嘴,更换完毕后重新回到加工状态,可按如下步骤操作:a.在自动模式下切割过程中,在非随动状态下按NC STOP对程序进行暂停。
b.在彩色显示器的控制板上选择手动,弹出程序自动执行是否要复位对话框,选择否,这时操作方式会切换到手动模式下;c. 选择连续进给模式;d.手动移动X或Y轴到机床近点,并且进行切割喷嘴更换操作;e.选择断点返回功能,按NC START,机床返回到程序中断的地方;f.切换到自动模式下,按NC START,继续加工。
程序在执行过程中中断程序在执行过程中,遇到机床紧急停止类报警出现或断电时,报警信号无法通过按主操作面板上的机床复位,按键复位报警,这时可按如下步骤操作:(断点返回功能)1. 机床重新回参考点,建立机床坐标系;2. 打开断电前正在执行的NC程序,查看该程序前面是否调用了Q999997子程序;3. 假如调用了Q999997,那么在手动编程方式下运行:N10 G54N20 G00X0Y0这样就可以找到工件零点;4. 重回工作零点后, 重新调用切割程序,再开启断点返回功能(点击使其变为),然后启动程序再次切割,程序会自动返回到中断点之前出光点所在轮廓的起始点开始继续切割。
断点返回功能:断点返回:在切割过程异常中断后再返回到中断点继续切割的功能。
光纤激光切割工艺参数及原理光纤激光切割技术原理光纤激光技术是目前主流激光加工技术之一,通过激光器发出的高能激光束,利用光纤传导至加工材料,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件切割,雕刻的目的。
常见的激光头结构如下:切割工艺的分类1)汽化切割利用高能密度的激光束加热工件。
在短的时间内汽化,形成蒸气。
在材料上形成切口。
材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于薄板金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
2)熔化切割激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体(氩气、氦气、氮气等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。
所需能量约为汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及相关合金等。
3)氧气切割它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。
喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,而切割速度一般大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
光纤激光切割关键参数1)激光功率激光功率是影响激光加工的首要因素,对于不同的材料,所需的激光功率也有所不同,通常越厚的材料所需的激光功率也就越大,在同种同厚度板材切割中,激光输出功率越大,切割速度越快,切割端面也越光滑;但功率并非越大越好,过高的激光功率可能导致过烧等情况出现,同样会影响成品质量。
2)输出模式光纤激光输出模式又分为单模和双模,单模是指在一条光纤上运行一种波长的模态,多模是指在一条光纤线上运行一种以上波长的模态。
通常,单模激光光束质量好,形成的光斑小,适合进行微加工及薄板切割,且加工精度高;多模激光则适合金属焊接、工业零部件热处理及不锈钢、铝、钢材等厚板材料的高质量切割。
光纤激光切割机主要技术激光切割机的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。
在激光切割机中激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。
特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术:1、焦点位置控制技术:激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。
由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。
聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。
但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割机工业应用中广泛采用5〃~7.5〃″(127~190mm)的焦距。
实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm 之间。
对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。
例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。
因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。
顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上;6mm 的碳钢,焦点在表面之上;6mm的不锈钢,焦点在表面之下。
具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:(1)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。
(2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。
(3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。
对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。
入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。
为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用:(1)平行光管。
这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
光纤激光切割机的工作原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊光纤激光切割机的工作原理,这玩意儿可神奇啦!你看啊,光纤激光切割机就像是一个超级厉害的裁剪大师。
它里面有根细细的光纤,就好像是大师手中那把无比锋利的剪刀。
这把“剪刀”可不一般,它能发出超强的激光束呢!想象一下,那激光束就像是一道闪电,唰地一下就能把各种材料给切开。
不管是厚厚的钢板,还是坚硬的金属,在它面前都变得乖乖的,瞬间就被切割成我们想要的形状。
这多厉害呀!那它到底是怎么做到的呢?其实啊,就是通过一系列复杂又神奇的过程。
首先呢,激光发生器会产生激光,然后通过光纤传导到切割头。
这个切割头就像是大师的眼睛和手,精准地控制着激光束的走向和切割的位置。
在这个过程中,可不能小看了那些光学元件和控制系统啊!它们就像是大师的助手,默默地保障着一切顺利进行。
没有它们,那激光束可就没法那么听话啦。
而且啊,这光纤激光切割机还特别智能呢!它可以根据我们的要求,调整切割的速度、功率啥的,就好像大师能根据不同的布料选择不同的裁剪手法一样。
你说这是不是很神奇?它能把那么坚硬的材料切割得那么精准,那么完美。
就好像是一个魔术师,在一瞬间就把普通的材料变成了我们需要的宝贝。
咱再想想,如果没有光纤激光切割机,那我们得费多大的劲去切割那些材料啊!说不定得用大锯子锯半天,还不一定能锯得那么整齐好看呢。
所以啊,光纤激光切割机真的是我们现代工业的好帮手啊!它让我们的生产变得更加高效、更加精确。
它就像是一个默默奉献的英雄,在背后为我们的生活创造着各种美好的东西。
总之呢,光纤激光切割机的工作原理虽然有点复杂,但它真的太重要啦!它让我们的世界变得更加精彩,更加美好!难道不是吗?。
激光切割工艺知识大全第一部分机床功能1. Laser切割的原理:Laser是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radition的前缀缩写而成.原意为光线受激发放大,一般译为激光(也称激光).激光切割是由电子放电作为供给能源,通过He、N2、C02等混合气体为激发媒介,利用反射镜组聚焦产生激光光束,从而对材料进行切割. 激光切割的过程:在NC程序的激发和驱动下,激光发生器内产生出特定模式和类型的激光,经过光路系统传送到切割头,并聚焦于工件表面,将金属熔化;同时,喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走;在由程控的伺服电机驱动下,切割头按照预定路线运动,从而切割出各种形状的工件.2. 机床结构:2.1床身全部光路安置在机床的床身上,床身上装有横梁,切割头支架和切割头工具•通过特殊的设计,消除在加工期间由于轴的加速带来的振动.机床底部分成几个排气腔室•当切割头位于某个排气室上部时,阀门打开,废气被排出•通过支架隔架,小工件和料渣落在废物箱内.2.2工作台在平面切割时,带有嵌入式支架的工作台用于支撑材料.2.3传感器良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关.有接触式机械传感器和电容感应式传感器两种.前者用于加工不导电材料,后者用于导电材料.2.4 切割头它是光路的最后器件.其内置的透镜将激光光束聚焦.标准切割头焦距有 5 英寸和7.5英寸(主要用于割厚板)两种.2.5 CNC控制器转换切割方案(工件组合排料的式样)和轴运动的加工参数.通过横梁、支架和旋转轴的组合移动,该控制器控制光束在工件上的运动轨迹自动调整切割速度和激光功率.2.6 激光控制柜控制和检查激光器的功能,并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的运行模式.2.7 激光器其心脏是谐振腔, 激光束就在这里产生,激光气体是由二氧化碳、氮气、氦气的混合气体,通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动,气体在前后两个热交换器中冷却,以利于高压单元将能量传给气体2.8 冷却设备冷却激光器、激光气体和光路系统.2.9 吸尘器清除加工时产生大多数粉尘.2.10 自动上下料系统.3. 切割方法3.1 激光熔融切割在激光熔融切割中,工件材料局部熔化,液态材料被气体吹走,形成切缝.切割仅在液态下进行,故称为熔融切割.切割时在与激光同轴的方向供给高纯度的不活泼气体,辅助气体仅将熔融金属吹出切缝.不与金属反应.3.2 激光火焰切割与激光熔融切割不同,激光火焰切割使用活泼的氧气作为辅助气体由于氧与已经炽热了的金属发生化学反应,释放出大量的热,结果是材料进一步被加热.3.3 激光气化切割在激光气化切割中,依靠极高的能量密度将切缝处的材料气化.这种方法切割时金属很快蒸发,可避免熔滴飞溅.选择切割方法,需考虑它们的特点和板件的材料,有时也要考虑切割的形状.由于气化相对熔化需要更多的热量,因此激光熔融切割的速度比激光气化切割的速度快,激光火焰切割则借助氧气与金属的反应热使速度更快;同时,火焰切割的切缝宽,粗糙度高,热影响区大因此切缝质量相对较差,而熔融切割割缝平整,表面质量高,气化切割因没有熔滴飞溅,切割质量最好.另外,熔融切割和气化切割可获得无氧化切缝,对于有特殊要求的切割有重要意义.一般的材料可用火焰切割完成,如果要求表面无氧化,则须选择熔融切割,气化切割一般用于对尺寸精度和表面光洁度要求很高的情况,故其速度也最低•另外,切割的形状也影响切割方法,在加工精细的工件和尖锐的角时,火焰切割可能是危险的,因为过热会使细小部位烧损.4. 运行模式激光器经常运行在连续输出模式.为了得到最佳的切割质量,对于给定的材料,有必要调整进给速率,例如拐弯时的加速,减速和延时. 因此,在连续输出模式下,降低功率是不够的,必须通过变化脉冲来调整激光功率.F表列出了各种不同的激光运行模式、应用范围和举例.在连续模式下,激光输出的功率是恒定的,这使得进入板料的热量比较均匀.它适合于一般情况下较快速的切割,一方面可以提高工作效率,另一方面也是避免热量集中导致热影响区组织恶变的需要.调制模式的激光功率是切割速度的函数,它可以通过限制在各点处的功率使进入板料的热量保持在相当的低水平,从而防止切缝边缘的烧伤•由于它的控制比较复杂,因此效率不是很高,只在短时段内使用.脉冲模式虽可细分为三种情况,实质上只是强度的差别•往往根据材料的特性和结构的精度来选择.5. LASER切割特点:5.1狭的直边割缝5.2最小的邻边热影响区5.3极小的局部变形5.4工件无机械变形5.5无刀具磨损5.6切割材料无需考虑它的硬度5.7 与自动化装备结合很方便,容易实现切割过程自动化5.8 由于不存在对切割工件限制,激光束具有无限的仿形切割能力5.9 与计算要相结合,可整张排料节省材料6. 气体参数的控制在实际的Laser 切割过程中,还要有辅助气体的参与.辅助气体不但可以将熔渣及时吹走,还起到冷却工件和清洁透镜的作用.选用不同的辅助气体,更能够改变切割的速度及割缝表面质量,对特殊金属的切割具有重大意义.影响气体参数包括气体类型、气体压力和喷嘴直径.(1) 辅助气体类型辅助气体类型有氧气、空气、氮气和氩气.氧气适合于厚板切割、高速切割和极薄板切割;空气适合于铝板、非金属及镀锌钢板的切割,在一定程度上它可以减少氧化膜且节省成本;氮气作为切割时的保护气体可防氧化膜发生,防止燃烧(在板料较厚时容易发生);氩气用于钛金属切割.(2) 气体压力气体压力分高压和低压两种,根据Laser 机的技术参数,高压最大为20 兆帕,低压最大为 5 兆帕.选择压力的依据有板料厚度、切割速度、熔化金属的粘度和激光功率.当料厚较大,切速较快,金属液体的粘度较高时,可选用高一些的压力;相反,对于薄料、慢速切割或液态粘度小的金属,则可选择适当的低压.功率较大时适当增加气体压力对冷却周围材料是有益的,它适用于有特殊要求的场合.不管选用怎样的压力,其原则都是在保证吹渣效果的前提下尽可能经济.(3) 喷嘴直径喷嘴直径的选取与气体压力的选择原则上是一样的,但它还与切割方法有关.对于以氧气作为辅助气体的切割,由于金属的燃烧,割缝较宽, 要想迅速有效地吹走熔渣,得选用大直径的喷嘴才行,对于采用脉冲切割的场合,割缝较小,不宜选用太大的喷嘴.有时喷嘴大小的选择会与压力选择相矛盾,在不能两全的情况下,通过调节喷嘴与切缝的距离也能起到一定的作用.7. 材料特性与Laser 加工的关系工件切割的结果可能是切缝干净,也可能相反,切缝底部挂渣或切缝上带有烧痕,其中很大的一部分是由材料引起的.影响切割质量的因素有:合金成分、材料显微结构、表面质量、表面处理、反射率、热导率、熔点及沸点.通常合金成分影响材料的强度、可焊性、搞氧化性和耐腐蚀性,所以含碳量越高越难切割;晶粒细小切缝质量好;如果材料表面有锈蚀或有氧化层,熔化时因氧化层与金属的性质不同,使表面产生难熔的氧化物,也增加了熔渣,切缝会呈不规则状;表面粗造减少了反光度,提高热效率,经喷丸处理后切割质量要好许多.导热率低则热量集中,效率高.因此晶粒细小,表面粗糙、无锈蚀、导热率低的材料容易加工.含碳量高、表面有镀层或涂漆、反光率高的材料较难切割.含碳量高的金属多属于熔点比较高的金属,由于难以熔化,增加了切穿的时间.一方面,它使得割缝加宽,表面热影响区扩大,造成切割质量的不稳定;另一方面,合金成分含量高,使液态金属的粘度增加,使飞溅和挂渣的比率提高,加工时对激光功率、气吹压力的调节都提出了更高的要求.镀层和涂漆加强的光的反射,使熔融因难;同时,也增加了熔渣的产生.8. Lasei切割应注意的问题前面分析了Laser切割最主要的几个技术参数,它们决定了切割工艺的主要方面.但并不是只要把握了这就一定能加工出高质量的产品,还有几个问题是特别需要引起注意的;8.1切速的选择激光切割的速度最大可达200~300mm/S实际加工时往往只有最大速的1/3 ~ 1/2,因为速度越高,伺服机构的动态精度就越低,直接影响切割质量.有实验表明,切割圆孔时,切速越高,孔径越小,加工的孔圆度就越差.只有在长边直线切割时才可以使用最大速切割以提高效率. 8.2 切割的引线和尾线在切割操作中,为了使割缝衔接良好,防止始端和终点烧伤,常常在切割开始和结束处各引一段过渡线,分别称作引线和尾线.引线和尾线对工件本身是没有用的,因此要安排在工件范围之外,同时注意不能将引线设置在尖角等不易散热处.引线与割缝的连接尽量采用圆弧过渡,使机器运动平稳并避免转角停顿造成烧伤.8.3尖角的加工用走圆弧加工出钝角 如有可能,避免加工没有圆弧的角.带圆 弧的角有下列好处:a 轴运动的动态性能好.b 热影响区小.c 产生的 毛刺少.对于不带圆角的边角,可以设定的最大半径是切缝宽度的一半 此时切割出来的边角是没有圆角的.用圆孔成角法在薄板上切割尖角 当在薄板上高速切割时,建议 使用圆孔成角法切割尖角,它有下列好处:a 切割尖角时,轴向变化均 匀.b 切角时,切速恒定.c 防止了轴振动,避免毛刺生成.d 尖角处的热圓孔成角法加工銳角 影响区小.用延时法在厚板上切割尖角法,尖角周围会过热.此时应采用参数:“Critical angle ,dwell time ”来切割尖角.机器运动到尖角处,停顿特定的时间,然后继续转向运动.切割厚板时,如果还使用圆孔成角9. 二次切割:LASER二次加工:因工艺上的需要或设计变更,要求对成品或半成品进行补切割加工例:如下之激光二次加工图形I2其中:1为工件定位外形(辅助抓取定位原点作用)2为第一次切割的定位销孔和避位孔3为第二次切割的工件外形加工原理:通过第一次切割形成定位销孔与避位孔,然后将需要二次切割的工件通过定位销孔的配合准确定位,调入第二次切割程序切割二次加工像素.操作步骤1•调入二次加工程序例如:上例图形生成的程序(01110101 LCC)如下:()併 FORMAT#X2440Y1220)N1G29X617.7 Y417.7P1H1 卜主程序N2G52X212.3 Y112.3L1C0 丄N2X265Y165L2N4G99N1000G28X405.4Y305.4L1P1(CODE二TEST-1) ............ 第一次切割子程序N1001G0X2.7 Y2.7N1002G1 Y5.4M04N2000G28X30OY200L2P2(CODE=TEST-2) ........................ 第二次切割子程序N2001G0X275Y155N2019G98&执行一遍该程序,则可获得二次加工所需要的三个定位销孔和避位孔2•程序代码编辑(1) 在主程序中删除定位避位孔之程序(一般规定了第一次切割之程序即L1程序)在本例中即删除:N2G52X212.3Y112.3L1CO(2) 在主程序中的L2 子程序前加G52在本例中即将:N3X265Y165L2(3) 在G99 程序行前加入G0X__Y__, 作用是程序每执行完一次后到G0 指定位置停止停机,方便二次加工取料,其中X,Y 尺寸视实际情况定在本例中程序修改为:N3G0X700Y500(4) 依实际加工工件数目将主程序中的H1值修改为需要之数值本例中设需加工10件产品,则将H1 修改为H10注:在程序执行过程中,机台需将“ INHIBIT ”键处于激活状态3.将修改好之程序另存新文件在本例中修改好之程序如下:%()(#FORMAT#X2440Y1220)N1G29X617.7Y417.7P1H10N2G52X265Y165L2N3GOX700Y500N4G99N1000G28X405.4Y305.4L1P1(CODE二TEST-1) ............ 第一次切割子程序N1001GOX2.7Y2.7N1002G1Y5.4M04N2019G98&将其另存新档,本例可存为:01110201.LCC4.调入修改好之程序执行本例中调入01110201 LCC执行之10. LASER 常用加工参数clock: 传感器—识别了加工材料,激光器的功率就从基本功率升到穿孔功率z-m: 切割头从距离Z 处开始下降时,激光功率就从基本功率nozzle: 穿孔喷嘴距离达到,激光器功率才增加circle: 穿孔后以穿孔点为心,设定速率一半的速度切割一个直径是2mm 的圆,然后返回中心点以利于下一次切割,只在连续模式下有效,穿孔时间需重设flying: 快速穿孔,所有的停留时间都设为0,切割方案必须用M06(切割头降低定位)编程,在M06和M07指令之间的所有路径被视为一个切割单元,所有参数的改变只有执行M07指令之后才有效,飞行穿孔技术仅用于较薄材料.Modulation: 调制在减速(转弯,圆角和初始切割时的剎车减速)情况下调整激光功率,用额定速率的百分比表示阀直速率,当速率低于此值时,激光功率呈线性下降.Laser power cutting:功率在普通运行模式下,激光以最高速率切割时功率,用额定功率百分比表示Dwell time: 延时时间仅在dwell 功能有效时才有效,在转角处进给长度为0,这使融化材料被吹气除掉,光束不再偏离,尽可能选择短的延时时间,避免角部热现象Dynamic factor:动态因子V=900 x Df xV(R XA S)V 最大动态速率Df 动态因子R 半径△ S拟合偏差控制系统计算最高曲线给进速率该值与正常切割速度比较较小的设为当前切割速度Tool radius: 刀具半径切缝宽度的一半,该参数在切割方案中有G41,G42命令时才有效,数值变大,切割产品外围变大,内孔变小,数值变小,切割产品外围变小,内孔变大Focal length: 焦距焦点距板材上表面的距离注:事实上影响切割质量的主要参数为:速度,功率,焦距,汽压.常用的加工参数见附表11. LASER 气体激光气体激光气体是由氦气,氮气,二氧化碳气体按照一定比例混合,这个比例在工厂预定好,确保最佳性能,不要随便调整,比例不当,可能会造成激光系统的失效和高压电源的损害二氧化碳C02:是激活物质,通过电荷放电,它被激发,然后电能转换成红外线氮气N2:氮气将电荷放电产生的能量传给二氧化碳,提高激光的输出功率氦气He:氦气能帮助保持气体中的电荷放电,并使二氧化碳易冷却切割气体:主要是N2或02.N2切割的切割面比较光亮.02切割的切割面由于材料被氧化而发黑.注: LASER所用气体均为高纯度(均在99.99%以上).3.2切割头的使用范围注:喷嘴分为HK及K两种,如HK15表示高压感应式,孔径为①1.5mm.下图为切割头的结构图调节光心旋钮。
光纤激光切割工艺
分类
激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
1)激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。
这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。
材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
2)激光熔化切割
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。
激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。
3)激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。
它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。
喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。
由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
4)激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。
激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
特点
激光切割与其他热切割方法相比较,总的特点是切割速度快、质量高。
具体概括为如下几个方面。
⑴ 切割质量好
由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。
① 激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。
② 切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。
③ 材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。
激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1,切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。
⑵ 切割效率高由于激光的传输特性,激光切割机上一般配有多台数控工作台,整个切割过程可以全部实现数控。
操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。
⑶ 切割速度快
用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板,切割速度可达1200cm/min。
材料在激光切割时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。
⑷ 非接触式切割
激光切割时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。
加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。
激光切割过程噪声低,振动小,无污染。
⑸ 切割材料的种类多
与氧乙炔切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。
但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光切割适应性。
采用CO2激光器,各种材料的激光切割性能。
⑹ 缺点激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且随着工件厚度的增加,切割速度明显下降。
激光切割设备费用高,一次性投资大。
简介
激光切割设备的价格相当贵,约150万元以上。
随着眼前储罐行业的不断发展,越来越多的行业和企业运用到业进入到了储罐行业。
但是,由于降低了后续工艺处理的成本,所以在大生产中采用这种设备还是可行的。
由于没有刀具加工成本,所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。
激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置。
采用该装置后,就可以利用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。
原理
激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。
激光切割属于热切割方法之一。