激光切割
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激光切割是什么原理
激光切割是一种利用激光束对材料进行切割的加工方法。
其原理是利用激光器产生的高能量、高密度的激光束,将激光束照射到待加工材料上,通过激光束与材料相互作用产生的热效应,使材料局部加热并迅速熔化、汽化,然后通过气体喷射等方式将熔化的材料从切割缝中排出,从而实现对材料的切割。
激光切割的主要原理包括以下几个方面:
1. 光能聚焦:利用透镜等光学元件将激光束聚焦成一个小点,从而提高激光束的功率密度,增加其对材料的热作用。
2. 光热效应:激光束激发材料表面的原子和分子,使其吸收激光能量转化为热能,提高材料的温度。
3. 热传导:被加工材料中的热能沿着切割路径进行传导,使得材料表面和周围区域的温度升高。
4. 热传导扩散:加热区域的材料迅速向周围辐射热量,使得周围材料的温度也升高。
5. 熔化和汽化:当材料温度达到一定程度时,材料开始熔化,并伴随着产生气化蒸汽,形成蒸汽泡。
6. 气流喷射:通过喷射适当的气体(如氧气、氮气)来冷却切割区域,同时将熔化的材料从切割缝中排出,保持切割质量。
通过控制激光束的能量、聚焦形成的点位和喷射气体的压力等参数,可以实现对不同材料的切割,如金属、非金属材料等。
激光切割具有切割速度快、精度高、切割面光滑等优点,广泛应用于制造业、电子产业、汽车工业等领域。
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。
激光切割工作原理
激光切割是一种高精度的切割技术,利用聚光的激光束对材料进行切割,其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 激光器:激光切割的关键是激光器产生高能量、高密度的激光束。
常见的激光器有CO2激光器和光纤激光器。
CO2激光
器利用气体放电产生激光,光纤激光器则通过光纤将激光传输到切割头部。
2. 激光传输:激光束由激光器产生后,通过光纤传输到切割头。
光纤具有高强度、高能量密度和较小的光束直径等优势,能够准确地将激光束传输到切割位置。
3. 切割头:切割头是激光切割的核心部件,包括聚焦透镜和喷气嘴等组成。
激光束通过聚焦透镜聚焦成小的光斑,增强能量密度;同时,喷气嘴向切割位置喷射辅助气体,将材料熔化并吹散。
4. 材料切割:激光束聚焦后,能量密度急剧增加,对材料表面进行剧烈炙烤。
材料很快升温,超过其熔点,形成液态金属或气态。
同时,辅助气体喷射时产生的气流将气态金属或气体吹散,形成一个窄而深的切割槽。
总结而言,激光切割的工作原理是通过激光器产生高能量的激光束,经由光纤传输到切割头,再通过聚焦和辅助气体的作用,对材料进行高效切割。
这种高度集中的能量可以实现非常精确的切割,并且适用于各种材料,如金属、塑料、木材等。
激光切割课程一、激光切割的基本原理激光切割是一种高效精确的切割技术,利用激光束的能量将材料加热融化或气化,然后通过气流将融化或气化的材料吹走,从而实现切割目的。
激光切割的原理在于激光的强烈能量密度,能够快速将材料加工并实现高精度的切割。
二、激光切割的优势1. 高精度激光切割具有非常高的精度,可以实现微米级的切割精度,适用于需要高精度加工的场合。
2. 高效率激光切割速度快,效率高,能够快速完成加工任务,提高生产效率。
3. 无接触加工激光切割是一种非接触加工技术,可以避免材料表面损坏或变形的问题,适用于对材料表面要求高的加工。
4. 可加工多种材料激光切割适用于各种不同类型的材料,包括金属、非金属、有机材料等,具有广泛的适用性。
三、激光切割的应用领域激光切割广泛应用于工业生产中的各个领域,如汽车制造、航空航天、电子制造、金属加工等。
其高精度、高效率和广泛适用性使激光切割成为现代制造业中不可或缺的重要工艺。
四、激光切割的操作注意事项1. 安全防护激光切割的操作中应严格遵守安全规定,佩戴防护眼镜、手套等防护用具,确保人身安全。
2. 设备维护定期对激光切割设备进行维护保养,保持设备正常运转,确保加工质量和效率。
3. 材料选择根据加工要求和材料特性选用合适的材料进行切割,提高加工效果和成品质量。
五、结语激光切割作为一种高效精确的切割技术,正在被越来越广泛地应用于各个领域。
掌握激光切割的基本原理和操作技巧,将有助于提高生产效率,促进制造业的发展。
希望本文的介绍能对激光切割技术有所了解,并为相关领域的学习和实践提供帮助。
激光切割的用途
激光切割是一种使用高能激光束来切割材料的技术。
它具有精度高、速度快、操作灵活等优点,因此在各种领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的激光切割的用途:
1. 工业制造:激光切割广泛应用于工业制造领域,用于切割金属、塑料、木材等各种材料。
它可以实现高精度的切割,制作出复杂形状的零件和部件。
2. 汽车制造:激光切割被广泛用于汽车制造业,用于切割车身板材、车身零部件等。
它可以实现快速、精准的切割,提高制造效率和质量。
3. 电子设备制造:激光切割可用于切割和加工电子设备中的电路板、导线、微细结构等。
它可以实现细小尺寸和复杂形状的切割,适用于微电子制造领域。
4. 精密加工:激光切割可以用于精密加工各种材料,如珠宝、眼镜、手表、医疗器械等。
它可以实现高精度的切割和雕刻,制作出精美而细致的产品。
5. 纺织品行业:激光切割在纺织行业中的应用越来越广泛。
它可以用于切割和雕刻各种纺织品,如服装、鞋帽、家居用品等。
激光切割具有非接触性的特点,避免了材料的损坏和变形。
以上仅列举了一些常见的激光切割应用领域,随着激光技术的不断发展,其应用范围还在不断扩大和深化。
激光切割行业知识激光切割技术作为一种高精度、高效率的加工方式,在工业制造领域中扮演着越来越重要的角色。
它通过高能量密度的激光束照射材料表面,使材料迅速熔化、汽化或燃烧,从而实现材料的切割。
以下是关于激光切割行业的一些关键知识点:1. 技术原理:激光切割机的核心是激光发生器,它可以产生高功率的激光束。
这种激光束通过聚焦系统聚焦到材料上,由于激光的高能量,材料在焦点处迅速熔化或蒸发,形成切割。
激光切割可以非常精确地控制切割路径和深度,因此适用于精细加工。
2. 应用领域:激光切割技术广泛应用于金属加工、汽车制造、航空航天、电子、医疗设备、精密仪器等多个行业。
它能够处理各种金属和非金属材料,如不锈钢、碳钢、铝、铜、塑料、木材等。
3. 优势特点:- 高精度:激光切割可以精确到微米级别,适合复杂和精细的切割需求。
- 高效率:与传统的切割方法相比,激光切割速度快,生产效率高。
- 灵活性:激光切割可以轻松调整切割路径,适应各种复杂形状的设计。
- 非接触式加工:激光切割不接触材料,减少了加工过程中的磨损和变形。
4. 技术发展:随着技术的进步,激光切割技术也在不断发展。
例如,光纤激光切割机因其高效率、低能耗和长寿命而越来越受欢迎。
同时,激光切割技术也在不断向更高功率、更高精度和更智能化的方向发展。
5. 市场趋势:随着工业4.0和智能制造的推进,激光切割行业正迎来新的发展机遇。
自动化、智能化的激光切割系统能够更好地满足个性化和定制化生产的需求。
此外,环保和节能也是激光切割技术发展的重要方向。
6. 挑战与机遇:尽管激光切割技术具有许多优势,但也面临着成本、操作复杂性和材料限制等挑战。
随着新材料的出现和激光技术的进步,这些挑战正在逐步被克服,为激光切割行业带来新的机遇。
7. 未来展望:预计激光切割技术将继续在提高加工效率、降低成本和扩大应用范围方面取得突破。
同时,随着全球制造业的数字化转型,激光切割技术将在智能制造和柔性生产中发挥更加关键的作用。
激光切割分类激光切割是一种利用高能激光束对材料进行切割的技术。
根据不同的切割原理和设备特点,激光切割可以分为几种不同的分类。
一、气体激光切割气体激光切割是利用气体激光器产生的激光束对材料进行切割的一种方法。
常见的气体激光切割包括CO2激光切割和氮气激光切割。
CO2激光切割是利用CO2激光器产生的激光束对非金属材料进行切割,如塑料、布料、纸张等。
氮气激光切割则是利用氮气激光器产生的激光束对金属材料进行切割,如钢铁、铝合金等。
气体激光切割具有切割速度快、切割质量高、切割厚度大等优点。
二、固体激光切割固体激光切割是利用固体激光器产生的激光束对材料进行切割的一种方法。
常见的固体激光切割包括光纤激光切割和半导体激光切割。
光纤激光切割是利用光纤激光器产生的激光束进行切割,具有激光束质量好、切割速度快等特点。
半导体激光切割则是利用半导体激光器产生的激光束进行切割,具有体积小、功耗低等特点。
固体激光切割广泛应用于金属、塑料、石材等材料的切割。
三、液体激光切割液体激光切割是利用液体激光器产生的激光束对材料进行切割的一种方法。
液体激光切割常用于对生物组织进行手术切割,如眼科手术、皮肤整形等。
液体激光切割具有切割精度高、切割过程中无痛感等特点,被广泛应用于医疗领域。
四、光纤激光切割光纤激光切割是利用光纤激光器产生的激光束对材料进行切割的一种方法。
光纤激光切割具有激光束质量好、切割速度快等优点,被广泛应用于金属材料的切割,如不锈钢、铝合金等。
激光切割作为一种高效、精确的切割技术,被广泛应用于各个领域。
根据不同的切割原理和设备特点,激光切割可以分为气体激光切割、固体激光切割、液体激光切割和光纤激光切割等几种分类。
每种分类都有其特点和适用范围,可以根据需要选择合适的激光切割方法。
无论是在工业生产中的金属加工,还是在医疗领域的手术切割,激光切割都发挥着重要的作用,为人们的生活带来了便利和进步。
随着科技的不断进步和创新,相信激光切割技术将会有更广阔的应用前景。
础知识第一局部一、激光切割的原理激光切割是由电子放电作为供给能源,通过 He、 N2、 CO2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:在数控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,并聚焦于工件外表,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。
1234561—激光器;2—激光束;3—全反射棱镜;4—聚焦物镜;5—工件;6—工作台图1:激光切割示意图二、机床结构SLCF-X15× 40F数控激光切割机是意大利普瑞玛〔 PRIMA〕工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机,加工板材尺寸为 1500×4000毫米,配有交换工作台。
〔一〕该机型的主要特点如下:悬臂式开式结构,可从三个方向上下料,人机接近性极好,可放置超长超宽的板材。
可移动式切割工作台与主机别离,柔性大。
可加装焊接、切管等功能。
精密传动部件不在切割区域内,防护容易,也不会由于工作台及床身切割热变形影响机床的精度。
从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差,防止了横梁的扭动,使得光路稳定,切割精度提高。
配有高速的 Z轴系统,同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等,大大提高了加工效率。
新型的 PM—智能化编程软件,具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高效穿孔、尖角处理等功能。
具有先进的多腔分室除尘系统,比单纯的抽风系统除尘效果更高。
〔二〕机床的结构主要由以下几局部组成: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。
机床底局部成几个排气腔室,当切割头位于某个排气室上部时,阀门翻开,废气被排出。
通过支架隔架,小工件和料渣落在废物箱内。
2、工作台移动式切割工作台与主机别离,柔性大,可加装焊接、切管等功能。
激光切割收费标准激光切割是一种高精度、高效率的材料加工方法,广泛应用于金属、非金属材料的切割、雕刻和打孔等工艺。
作为一项专业的加工服务,激光切割的收费标准是客户非常关心的问题。
下面,我们将详细介绍激光切割的收费标准,希望能够为您提供参考。
首先,激光切割的收费标准通常是按照材料的类型和厚度来计费的。
一般来说,金属材料的切割费用会根据材料的种类(如不锈钢、铝合金、铜等)和厚度来进行计算,而非金属材料(如木材、塑料、亚克力等)的切割费用则会根据材料的种类和厚度来确定。
在选择激光切割服务时,客户需要提供准确的材料信息,以便进行费用的预估和计算。
其次,激光切割的收费标准还会受到加工尺寸和加工数量的影响。
通常情况下,加工尺寸越大,加工难度和成本就会相应增加,因此费用也会相对较高。
而加工数量则会影响到生产效率和成本,一般来说,批量加工的费用会相对较低,而小批量或单个定制加工的费用则会相对较高。
另外,激光切割的收费标准还会受到加工精度和加工工艺的影响。
对于一些需要高精度加工的零部件或产品,由于加工难度和成本较高,因此收费标准也会相对较高。
同时,一些特殊的加工工艺(如镂空、镭雕等)也会对费用产生影响,因此客户在选择激光切割服务时需要提前了解清楚加工要求,以便进行合理的预算和选择。
最后,客户在选择激光切割服务时,除了要考虑收费标准外,还需要综合考虑供应商的实力和服务质量。
一家优秀的激光切割服务商不仅能够提供合理的收费标准,还能够提供全方位的技术支持和售后服务,确保客户能够获得满意的加工产品和体验。
总的来说,激光切割的收费标准是一个综合考量的结果,受到多种因素的影响。
客户在选择激光切割服务时,需要提前了解清楚自己的加工需求,并与供应商进行充分沟通,以便获得最合适的加工方案和最优惠的收费标准。
希望本文所介绍的内容能够为您提供一些帮助,谢谢!。
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。
激光切割技巧———————(下面内容由AI助手撰写)—————————激光切割技巧激光切割技术是一种高效、精确、无损伤的加工方式,被广泛应用于制造业中的各个领域。
它不仅可以切割金属、合金、塑料、玻璃、陶瓷等多种材料,而且还可以用于微细加工、雕刻、打标等工艺。
但是,想要掌握这种技术并将其发挥到极致,需要一定的技巧和经验。
下面就为大家介绍几种激光切割技巧。
1.选择合适的激光源激光切割的质量和效率与所选的激光源密切相关。
常见的激光源有CO2激光、光纤激光、半导体激光等。
不同的激光源有不同的特点和适用范围,例如CO2激光适用于大面积的板材切割,而光纤激光则适用于薄板材料和复杂形状的切割。
因此,在选择激光源时,需要综合考虑所需切割材料、切割厚度、切割表面质量、加工效率等因素。
2.控制激光功率与光束质量激光功率和光束质量对于激光切割的效果有直接影响。
功率过小,可能会导致切割不完全;功率过大,则容易引起熔化,影响质量。
因此,在操作中需要根据材料的厚度和特点选择合适的功率。
另外,光束质量也会影响切割效果。
优质的光束可以获得更高的光聚焦能力和切割质量。
3.选择合适的镜头激光切割系统中,镜头是起到关键作用的部件之一。
根据操作需要,可以选择不同的镜头凸透镜、曲面镜、平面镜等;镜头的结构、材料、精度等都会影响加工质量。
因此,在选择镜头时,需要根据切割的要求、材料的类型和厚度等因素进行合理的搭配。
4.控制光路光路的控制直接影响着光束的聚束和稳定度,从而影响激光切割的效果。
同时,光路的稳定性和精准度也是影响切割质量的重要因素。
因此,在操作过程中,需要对光路进行定期检查和调整。
总之,激光切割技巧是一门高精度、高要求的技术。
只有通过长期实践和经验积累,才能够掌握其中的精髓,实现高品质的切割效果。
激光切割毕业论文激光切割技术在工业制造中越来越受到重视,它具有高精度、高效率、高质量等优点,可以满足不同领域的需求。
本文通过对激光切割技术的基本原理、应用场合以及常见的问题等方面进行探究和分析,以期能够更加深入地了解和掌握这一技术的相关知识。
1. 激光切割技术的基本原理激光切割技术是利用激光的高能量密度使被加工材料局部区域迅速升温并熔化,再利用熔池或气流等方式使其形成切割缝。
整个切割过程所需要的能量主要来自激光器,其发出的光束经过反射、聚焦等方式集中到被加工材料表面,形成较小的区域。
在这个区域内,激光的光能转化为热能,材料因此而被加热,接着发生熔化、汽化等反应。
由于激光光束具有高纵向和横向单色性、聚焦性、高功率、可控性以及波长短等特点,因此在工业制造过程中具有广泛应用价值。
激光切割技术适用于诸如金属、塑料、木材、橡胶、纸张等各类材料的切割,且因其能实现精密、高效和自动化的加工,逐渐被应用于如航空航天、汽车制造、电子制造等行业中。
2. 激光切割技术的应用场合(1)金属加工领域激光切割技术在金属加工领域中其应用更为广泛,其可以切割如钢、铝等常见金属材料,此外还可以进行穿孔、切缝、微切割、雕刻等操作。
其可以应用于航空航天、汽车制造、电力设备制造、电子设备制造等诸多领域。
(2)塑料、橡胶等工业制品加工激光切割技术还广泛应用于塑料、硅胶、橡胶、玻璃、陶瓷等工业制品的加工与制造。
其可以应用于生产汽车、医疗设备、电子设备等工业产品。
(3)电子领域在电子领域中,激光切割技术可以用来生产各种类型的电子元件,如安装在电子设备内部的电路板等。
3. 激光切割技术的常见问题及解决方法(1)切割效率低下激光切割过程中出现效率低下,主要原因可能是反射率过高、过厚或密度大等造成的。
解决方法可能包括调节激光切割机参数、更换切割头等。
(2)切割质量不好切割质量欠佳可能是由材料变形、切缝位置偏差、切割口形不规则等因素造成的。
解决方法可能包括优化激光切割机的参数、更改切割头、改变切割角度等。
激光切割工艺计算公式激光切割是一种高精度、高效率的切割工艺,广泛应用于金属材料、非金属材料的切割加工中。
在激光切割过程中,切割速度、功率、焦距等参数的选择对切割质量和效率有着重要的影响。
因此,正确的计算公式对于确定激光切割工艺参数至关重要。
激光切割速度的计算公式如下:\[V = \frac{P}{E}\]其中,V为切割速度,单位为m/min;P为激光功率,单位为W;E为材料的切割效率,单位为mm/min/W。
激光功率的计算公式如下:\[P = \frac{E \times V}{1000}\]其中,P为激光功率,单位为W;E为材料的切割效率,单位为mm/min/W;V为切割速度,单位为m/min。
焦距的计算公式如下:\[F = \frac{D \times f}{D + f}\]其中,F为焦距,单位为mm;D为聚焦镜的焦距,单位为mm;f为焦点直径,单位为mm。
在实际应用中,切割速度、功率和焦距的选择需要根据具体的材料和切割要求来确定。
下面我们将分别介绍这三个参数的选择原则。
首先是切割速度的选择。
切割速度的选择需要考虑材料的种类、厚度、激光功率等因素。
一般来说,切割速度越快,切割效率越高,但是也容易导致切割质量下降。
因此,在选择切割速度时,需要在保证切割质量的前提下尽量提高切割速度,以提高生产效率。
其次是激光功率的选择。
激光功率的选择需要考虑材料的种类、厚度、切割速度等因素。
一般来说,材料越厚,需要的激光功率越大。
因此,在选择激光功率时,需要根据材料的厚度和切割速度来确定,以保证切割质量和效率。
最后是焦距的选择。
焦距的选择需要考虑材料的种类、厚度、激光功率等因素。
一般来说,焦距越小,焦点能量密度越高,切割速度越快,但是也容易导致焦点偏移和切割质量下降。
因此,在选择焦距时,需要在保证切割质量的前提下尽量缩小焦距,以提高切割速度和精度。
除了上述三个参数外,激光切割还涉及到一些其他的工艺参数,如气体流量、切割头跟随误差等。
激光切割标准
激光切割是一种常见的金属加工方式,它利用高能量密度的激光束对金属材料进行切割。
激光切割具有精度高、速度快、效率高等优点,因此在制造业中得到了广泛的应用。
激光切割的标准主要包括以下几个方面:
1. 切割质量:激光切割的切割质量直接影响到产品的质量和性能。
因此,需要制定相关的标准来规范切割的质量要求,包括切割面的平整度、切割缝的宽度和深度等。
2. 安全标准:由于激光切割涉及到高能量的激光束,因此需要制定相关的安全标准来保障操作人员的安全。
这些标准包括激光器的安全使用、防护措施的要求等。
3. 环保标准:激光切割会产生大量的废气和废水,对环境造成一定的污染。
因此,需要制定相关的环保标准来限制废气和废水的排放,保护环境。
4. 设备标准:激光切割设备的质量和性能也会影响到切割的效果和效率。
因此,需要制定相关的设备标准来规范设备的设计、制造和使用。
激光切割机应用场景
激光切割机是一种高精度、高效率的切割设备,具有广泛的应用场景。
以下是几个典型的应用场景:
1. 金属加工:激光切割机可以用于金属板材、管材、型材的切割。
在工业领域,金属加工是激光切割机的主要应用之一,可以用于制造汽车零部件、机械设备等。
2. 木工制品:激光切割机可以用于制造木工制品,如家具、门窗、盒子等。
激光切割机可以在木板上刻出复杂的花纹,使产品更加美观。
3. 建筑装饰:激光切割机可以用于建筑装饰,如雕刻石材、铝板、玻璃等。
激光切割机可以切出各种形状的装饰品,增加建筑物的装饰效果。
4. 服装制造:激光切割机可以用于服装制造,如裁剪布料、皮革等。
激光切割机可以精确地切割面料,可以提高裁剪效率。
5. 医疗器械:激光切割机可以用于医疗器械的制造,如手术器械、人工关节等。
激光切割机可以切割各种材料,可以制造出精度高、质量好的医疗器械。
总之,激光切割机的应用场景非常广泛,可以用于各种行业的生产制造,可以提高生产效率,降低生产成本,为各行各业带来更多的机遇和发展空间。
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激光切割基本概念
学院:城市学院
专业班级:材控1012 年级: 2010级
姓名:黄泓霏
学号:2010118502215
一、激光切割的基本概念
激光切割(laser beam cutting,简称LBC)是利用高能量密度的激光束作为“切割刀具”对材料进行热切割的一种材料加工方法。
二、激光切割的基本原理
激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束,后经透镜聚焦,在焦点处聚成一极小的光斑,在光斑处会焦的激光功率密度高达10^6~10^9W/cm^2。
处于其焦点处的工件受到高功率密度的激光光斑照射,会产生10000°C以上的局部高温,使工件瞬间汽化,再配合辅助切割气体将汽化的金属吹走,从而将工件切穿成一个很小的孔,随着数控机床的移动,无数个小孔连接起来就成了要切的外形。
由于激光切割的频率非常高,所以每个小孔连接处非常光滑,切割出来的产品光洁度很高。
激光切割示意图
三、激光切割分类
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。
四、激光切割特点
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。
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。
五、激光切割运用范围
大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。
激光切割作为一种精密的加工方法,几乎可以切割所有的材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。
在汽车制造领域,小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。
德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲
面件。
在航空航天领域,激光切割技术主要用于特种航空材料的切割,如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。
用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。
激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。
不仅可以切割硬度高、脆性大的材料,如氮化硅、陶瓷、石英等;还能切割加工柔性材料,如布料、纸张、塑料板、橡胶等,如用激光进行服装剪裁,可节约衣料10%~12%,提高功效3倍以上。
六、激光切割参数
(1)光束横模
①基模又称为高斯模,是切割最理想的模式,主要出现在功率小于1KW 的激光器。
②低阶模与基模比较接近,主要出现在1-2KW的中功率的激光器。
③多模是高阶模的混合,出现在功率大于3KW的激光器。
在相同功率下多模的聚焦性差,切割能力低,单模激光的切割能力大于多模。
(2)激光功率
激光切割所需的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。
汽化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧化切割最小。
激光功率对切割厚度、切割速度和切口宽度等有很大的影响。
一般功率增大,所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口宽度也有所加大。
(3)焦点位置(离焦量)
离焦量对切口宽度和切割深度影响较大。
一般选择焦点位于材料表面下方约1/3板厚处,切割深度最大,切口宽度最小。
(4)焦点深度
切割较厚钢板时,应采用焦点深度大的光束,以获得垂直度较好的切割面。
但焦点深度大,光斑直径也增大,功率密度随之减小,是切割速度降低。
若要保持一定的切割速度,则需要增大激光的功率;切割薄板宜采用较小的焦点深度,这样光斑直径小,功率密度高,切割速度快。
(2)激光功率
激光切割所需的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。
汽化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧化切割最小。
激光功率对切割厚度、切割速度和切口宽度等有很大的影响。
一般功率增大,所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口宽度也有所加大。
(3)焦点位置(离焦量)
离焦量对切口宽度和切割深度影响较大。
一般选择焦点位于材料表面下方约1/3板厚处,切割深度最大,切口宽度最小。
(4)焦点深度
切割较厚钢板时,应采用焦点深度大的光束,以获得垂直度较好的切割面。
但焦点深度大,光斑直径也增大,功率密度随之减小,是切割速度降低。
若要保持一定的切割速度,则需要增大激光的功率;切割薄板宜采用较小的焦点深度,这样光斑直径小,功率密度高,切割速度快。
七、激光切割设备
1、激光切割设备分类
激光切割设备分为二维激光切割机和三围激光切割机。
二维激光切割机主要是激光切割机床;三维激光切割机主要是激光切割机器人。
2、激光传输方法
二维激光切割机的激光传输方法主要是利用平面镜折射进行传输。
三围激光切割机的激光传输方法是利用光纤进行传输。
八、激光切割典型零件
八、参考文献
[1]叶建斌戴春祥.激光切割技术 [M].上海:上海科学技术出版社,2012年7月.
[2]李亚江王娟.特种焊接技术及应用 [M].第三版.北京:化学工业出版社,2012年8月,33-40。