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激光切割是將從激光器發(fā)射出的激光,經(jīng)光路系統(tǒng),聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件達到熔點或沸點,同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動,終使材料形成切縫,從而達到切割的目的。只要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機械刀,具有精度高,切割快速,不局限于切割圖案限制,自動排版節(jié)省材料,切口平滑,加工成本低等特點,將逐漸改進或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設備。
激光切割機是鈑金加工的一次工藝革命,是鈑金加工中的“加工中央”;如果板材太厚,激光切割機切割起來比較吃力,在保證切斷的情況下,加工精度就會出現(xiàn)誤差,所以要確定板材的厚度因素。激光切割機柔性化程度高,切割速度快,出產(chǎn),產(chǎn)品出產(chǎn)周期短,為客戶贏得了廣泛的市場,該技術(shù)的有效生命期長,國外超過2毫米厚度的板材大都采用激光切割機,很多國外的一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時期。
一般來講,建以議12mm以內(nèi)的碳鋼板、10mm以內(nèi)的不銹鋼板等金屬材料切割推薦使用激光切割機。激光切割機無切削力,加工無變形:無刀具磨損,材料適應性好:無論是簡樸還是復雜零件,都可以用激光一次精密快速成型切割:其切縫窄,切割質(zhì)量好,自動化程度高,操縱簡便,勞動強度低,沒有污染:可實現(xiàn)切割自動排樣、套料、進步了材料利用率,出產(chǎn)本錢低,經(jīng)濟效益好。對于薄板采用剪床下料,成形復雜零件大批量的采用沖壓,單件的采用振動剪。
激光切割機工藝中的輔助吹氣參數(shù)
在激光切割過程中,特別是對鋼、鈦等易氧化金屬的切割,使用輔助吹氧氣法,可以產(chǎn)生氧化放熱反應,可以吹散等離子云對激光束的屏蔽,可以吹掉切割縫隙中的熔融金屬。這些作用的總效果與增加入射激光功率的作用是相當?shù)?。所以,輔助吹氣是提高切割速度,保證切斷面質(zhì)量的重要因素。數(shù)控切割機床由三部分組成,即工作臺(一般為精密機床)、光束傳輸系統(tǒng)(有時稱外光路,即激光器發(fā)出的光束到達工件前整個光程內(nèi)光束的傳輸光學、機械構(gòu)件)和微機數(shù)控系統(tǒng)。因為氧化放熱過程中,棄放的熱量與氣體流量有關(guān),切縫中熔融金屬的噴射量與輔助氣體在中心細線上壓力的大小有關(guān)。故在激光切割機切割工藝中,要研究輔助氣體的種類、流量和壓強對切割速度的影響。
切割前應先了解可避免加工失敗。激光切割機對新型輕質(zhì)加強纖維聚合體復合材料很難是常規(guī)方法進行加工。在利用激光無接觸切割加工的特點可以對固化前的層迭薄片高速進行切割修剪、定尺,在激光束的加熱下,薄片邊緣被融合,避免了纖維屑生成。
對完全固化后的厚工件,尤其是硼纖維和碳纖維合成材料,激光切割時要注意防止切邊可能會有碳化、分層和熱損傷發(fā)生。正如塑料切割一樣,合成材料切割過程中需要及時排除廢氣。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的 2%范圍內(nèi),即5mm左右。還有一種類型的復合材料,就是單純由兩種性能不同的材料上下復合在一起,為了獲取較好的切割質(zhì)量,激光切割機的原則是先切割具有較好切割性有的那一面。
激光切割機進入切割過程的良性循環(huán),10.6um波長的 CO2激光束很容易被非金屬材料吸收,導熱性不好和低的蒸發(fā)溫度又使吸收的光束幾乎整個輸入材料內(nèi)部,并在光斑照射處瞬間汽化,并終形成了起始孔洞. 可用激光切割機加工的有機材料包括有:塑料(聚合物)、橡膠、木材、紙制品、皮革等。而可用激光切割機加工的無機材料包括有:石英、玻璃、陶瓷、石頭等。上述設備除激光打標機外,都可以進行布料裁剪裁片、服裝打樣、商標、貼布繡切割、皮革雕花鉆孔、牛仔噴花、繡花等工藝的作業(yè)。