简述激光切割的工艺流程

发布者: 发布时间:2020/6/2 17:44:58 阅读:次 【字体:

一、切削速度对切割质量对于给定的激光功率密度和材料,切削速度符合经验式,只要效果与上述通阈值,切割速度和激光功率正比于材料的密度的,即以增加的功率密度可提高切割速度。这里我们所指的功率密度不但与激光输出信号功率有关,而且与光束质量管理模式发展有关。 此外,光束聚焦系统的特点,即聚焦后的光斑大小对激光切割也有很大的影响。切割速度和被切割的材料的密度(比重),和与厚度成反比。

当其他相关参数可以保持一个不变,提高自己切割处理速度的因素是:提高工作功率(在一定时间范围内,如500~2 000W);改善这种光束进行模式(如从学生高阶模到低阶模直至TEM00);减小企业聚焦光斑尺寸(如采用短焦距透镜聚焦);切割低起始蒸发能的材料(如塑料、有机结合玻璃等);切割以及低密度建筑材料(如白松木等);切割薄型材料。尤其是金属材料,在其他过程变量的情况下保持恒定时,激光可以具有切割速度的调整范围,同时仍保持相对满意的切割质量,这是比切割薄的金属构件的宽度时的调整范围出现略厚。有时,切割处理速度偏慢也会导致企业排出热融材料烧蚀口表面,使切面很粗糙。

二、由于激光功率密度对切削速度有很大的影响,焦距调整对切削质量的影响是非常重要的。聚焦激光束光斑尺寸正比于透镜较场程后,短焦距透镜由聚焦光点尺寸的光束是非常小的,在焦点处的高功率密度,这是有利的,以切割材料;但其缺点是聚焦的一个很短的深度,调整平衡小,一般更适合薄的材料的高速切削。由于长焦长透镜有较宽焦深,只要我们具有自己足够功率电子密度,比较研究适合切割厚工件。在确定使用后透镜的什么焦距,工件的焦面的相对位置是很重要的,以保证切割质量。由于社会焦点处功率密度达到最高,大多数情况下,切割时焦点位置刚处在一个工件材料表面,或稍微在表面具有以下。 在整个切削过程中,获得稳定的切削质量是保证焦点和工件相对位置恒定的重要条件。有时,由于不良的冷却热的透镜工作,以使在焦距,这需要时间来调整焦点位置变化。 当焦点企业处于一个最佳工作位置时,割缝最小、效率达到最高,最佳切割速度可获得最佳切割结果。在大多数应用中,在刚刚光束焦点调整到下喷嘴。喷嘴与工件进行表面之间间距设计一般为1.5mm左右。

三、辅助气体压力对切割质量的影响一般,物料切割都需要使用辅助气体,问题主要涉及辅助气体的类型和压力。典型地,用激光束放电,污染同轴辅助气体和保护透镜从吹出的切割区的熔渣的底部。对非金属复合材料和部分进行金属结构材料,使用数据压缩空气或惰性气体,清除融化和蒸发材料,同时通过抑制切割区过度燃烧。的惰性气体的大部分激光切割被使用(只要O 2),形成具有热金属的氧化放热反应,附加的热量可以增加的1/3〜1/2的切割速度的这一部分。 在确保企业辅助气体前提下,气体压力影响大小是个极为具有重要的因素。 高速切削薄料时,需要较高的气体压力,以防止炉渣粘在切削的背面(热渣对工件也会损坏切削刃)。当增加的材料厚度或更慢的切削速度要适当降低气体的压力,以防止结霜修边,也低压气体切以及塑料。

激光进行切割实践研究表明,当辅助气体为O2时,它的纯度对切割产品质量有明显重要影响。2%纯度O2减少将减少50%的切割速度和导致切口的质量显著恶化。

四、激光输出信号功率对切割工作质量的影响

对连续波输出的激光器发展来说,激光功率大小和模式好坏都会对切割过程中发生具有重要因素影响。 在实践中,通常设置最大功率以获得更高的切割速度或切割更厚的材料。但光束图案(在横截面束能量分布)是有时甚至更重要,并且,提高输出功率模式时,经常会稍微降低。常可发现,在小于最大功率发展状况下焦点处却获得国家最高功率密度,并获得一个最佳切割技术质量。在激光操作的整个工作寿命,该模式是不相符的。光学元件的状况、激光工作进行混合气体细微的变化和流量波动,都会产生影响教学模式研究机构。

综上所述,虽然影响激光切割的因素比较复杂,但切割速度,聚焦位置,辅助气体压力以及激光功率和模式结构是最重要的四个变量。在切割过程中,如果发现切割质量的显著恶化,首先要检查上述原因并及时进行调整。

五、工件特性对切割质量的影响

对激光切割质量甚至能否切割影响最大的有如下因素:

1.材料进行表面结构反射率 对CO2激光器发射出的10.6mm远红外光束质量来说,非金属复合材料对它吸收能力较好,即具有高的吸收率,面金属纳米材料则对10.6mm光束可以吸收效果较差,特别是一些具有高反射率的金、银、铜和铝金属等,对这类建筑材料发展一般都是不适宜用CO2激光束,特别是对于连续波光束来切割。铝,铜,待通常形成初始功率足够需要超过3kW的,以获得初始孔渗透所需的效果。 黑色金属进行钢铁类材料及镍、钛等对10.6mm的CO2光束有一定吸收率,特别是当材料以及表面通过加热到一定环境温度或氧化膜以后,其吸收率还会出现大幅度不断提高,从而可以获得发展较好的切割技术效果。 对于不透明材料,吸收率=(1-反射)与材料的表面状态、温度和波长有关。加热材料在光束吸收率的大小的初始阶段中起重要作用,但一旦工作内部孔隙形成,孔的光吸收接近100%的材料的黑体效果。

2.材料进行表面工作状态 材料的表面状态可以直接通过影响对光束的吸收,尤其是表面粗糙度和表面氧化层会造成企业表面吸收率的明显发展变化。在实践中,激光切割,切削加工性能有时可以由材料的材料表面状态影响提高了光束的吸收率。

六、其他因素对切割质量的影响

1.割炬和喷嘴的影响割炬的

设计和制造对获得一个良好切割质量问题产生着重要因素影响,特别是喷嘴。 如果喷嘴选择不当或维护不当,容易造成污染或损坏,或由于喷嘴口圆度差或铁水飞溅造成局部堵塞,会在喷嘴内形成涡流,导致切割性能明显恶化。有时,喷嘴开口同轴光束焦点,波束形成边切割喷嘴,也会影响边缘质量,增加切割未对准的切口宽度和大小。 对喷嘴来说,要特别需要注意两个主要问题。

(1)喷嘴直径的影响。喷嘴口大小对切割处理速度有一定的影响,喷嘴口大小也影响以及出口处进行压力主要分布。 喷嘴直径增大,因为射流对切割区母材的强烈冷却作用使热影响区变窄,但也导致切割缝过宽,喷嘴尺寸会造成准直困难。 喷嘴口有被光束切割的危险。 此外,切割缝太窄,会阻碍炉渣在高切割速度下的顺利排放。

(2)喷嘴与工件间隔表面的影响。喷嘴与工件间距可以直接通过影响研究喷嘴气流与工件切缝的耦合。太靠近工件的喷嘴开口表面,透镜会产生强烈的返回压力,能力下降裂解产物的分散粒子的溅射,产生不利影响切割质量,但太远会导致动能的不必要的损失,对于有效切割也将受到影响。一般,喷口与工件间距控制在1~2mm为宜,现代中国激光进行切割管理系统的割炬都配有电感或电容式传感器信息反馈控制装置,以自动通过调节以及两者距离在预先设定的高度发展范围内。

2.外光路系统的影响

激光发射的原始光束通过外部光路系统(包括反射和透射)传输,以极高的功率密度精确地照射工件表面。

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