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小型高精密激光切割機
激光切割機是將從激光器發(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。
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(shè)備。CO2氣體激光器自從激光技術(shù)被引入切割金屬薄板,CO2激光器就雄踞市場。激光刀頭的機械部分與工件無接觸,在工作中不會對工件表面造成劃傷;激光切割速度快,切口光滑平整,一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小,板材變形小,切縫窄(0.1mm~0.3mm);切口沒有機械應力,無剪切毛刺;加工精度高,重復性好,不損傷材料表面;數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對幅面很大的整板切割,無需開模具,經(jīng)濟省時。
對于飛行光路的切割機,由于光束發(fā)散角,切割近端和遠端時光程長短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差別。激光切割用的噴嘴采用簡單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔(如圖4)。入射光束的直徑越大,焦點光斑的直徑越小。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來的焦點光斑尺寸的變化,國內(nèi)外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些專用的裝置供用戶選用:
(1)平行光管。這是一種常用的方法,即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進行擴束處理,擴束后的光束直徑變大,發(fā)散角變小,使在切割工作范圍內(nèi)近端和遠端聚焦前光束尺寸接近一致。
噴嘴設(shè)計及氣流控制技術(shù): 激光切割鋼材時,氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個氣流束。激光是一種光,與其他自然光一樣,是由原子(分子或離子等)躍遷產(chǎn)生的。對氣流的基本要求是進入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進行放熱反應;同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。因此,除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設(shè)計及氣流的控制(如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等)也是十分重要的因素。
不銹鋼
切割不銹鋼需要:使用氧氣,在邊緣氧化不要緊的情況下;使用氮氣以得到無氧化刺的邊緣,就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會得到更好的穿孔效果,而不降低加工質(zhì)量。
鋁
盡管有高反射率和熱傳導性,厚度6mm以下的鋁材可以切割,這取決于合金類型和激光器能力。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的(有燒掉尖角的危險)。當用氧切割時,切割表面粗糙而堅硬。用氮氣時,切割表面平滑。純鋁因為其高純非常難切割,只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割鋁材。否則反射會毀壞光學組件。
鈦
鈦板材用氣和氮氣作為加工氣體來切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。