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介绍激光切割的加工工艺

发布时间:2022-05-24 16:45:25   来源:重庆永福不锈钢装饰制品有限公司   评论:0 点击:

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工,可以大大缩短加工时间,降低加工成本,提高工件质量。现代的激光技术成了一个人们所幻想自己追求的“削铁如泥”的“宝剑”。整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟系统和吹气保护系统组成,采用最先进的数控机床模式实现多轴联动和激光切割,不受速度的影响,支持 dxp、 plt、 cnc 等图形格式,提高界面图形绘制能力,采用性能优越的进口伺服电机和驱动导轨结构,实现高速运动精度。

激光切割是应用研究激光聚焦后产生的高功率密度以及能量来实现的。在计算机控制下,激光通过脉冲放电,输出受控的重复高频脉冲激光,以形成具有一定频率和一定脉冲宽度的光束。在该方法中,脉冲激光束通过光路透射和反射,并通过聚焦透镜组聚焦在加工对象的表面上,以形成精细的、高能量密度的光斑。 在瞬间高温下熔化或蒸发待处理材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个非常细小的孔,在计算机系统控制下,激光加工头与被加工技术材料按预先绘好的图形数据进行分析连续发展相对主义运动打点,这样就会把这些物体信息加工成想要的形状。切割时,同轴气流与光束从切割头喷射出来,将熔化或汽化的材料吹出切割底部(注意: 如果吹出的气体与被切割的材料发生反应,这种反应将提供切割所需的额外能量,气流也冷却切割表面,减少热影响区,并确保聚焦镜不受污染)。与传统的板材进行加工技术方法研究相比,激光通过切割其具有高的切割工作质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高的切割处理速度、高的柔性(可随意切割可以任意一个形状) 、广泛的材料以及适应性等优点。

主要工艺有以下几种:

1、汽化切割。

在高功率密度激光束的加热下,材料的表面温度以足以避免由于热传导而熔化的速率上升到沸点温度,使得部分材料蒸发成蒸汽并消失,部分材料通过辅助气流作为射流从狭缝底部吹走。一些问题不能熔化的材料,如木材、碳素材料和某些塑料主要就是可以通过使用这种汽化切割技术方法切割成形的。

在汽化切割过程中,蒸汽带走了融化的颗粒,冲走了碎片,形成了孔洞。汽化形成过程中,大约40%的材料可以化作一个蒸汽压力消失,而有60%的材料主要是以熔滴的形式被气流驱除的。

2、熔化切割。

当入射激光束的功率密度超过一定值时,材料在光束被照射的点处开始蒸发,并且形成孔。一旦出现这种小孔形成,它将企业作为一个黑体吸收所有的入射光束能量。所述钥匙孔被熔融金属包围,然后辅助气流与所述光束同轴地带走所述钥匙孔周围的熔融材料。随着工件进行移动,小孔按切割方向发展同步横移形成自己一条切缝。激光束沿着狭缝的前缘继续,并且熔融材料被连续地或脉冲地吹离狭缝。

3、氧化熔化切割。

熔化切割方法一般可以使用一种惰性气体,如果代之以氧气或其它生物活性进行气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生竞争激烈的化学物质反应而产生影响另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:

(1)在激光束的照射下,材料表面迅速加热到点火温度,材料与氧气发生剧烈反应,放出大量热量。在此过程中热量作用下,材料进行内部管理形成一个充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。

(2)燃烧材料向炉渣的转移控制了氧和金属的燃烧速率,而氧通过炉渣扩散到点火前沿的速率也对燃烧速率有很大影响。氧气流速指标越高,燃烧产生化学反应和有效去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流量不是越高越好,因为流量过快会导致切口出口反应产物金属氧化物快速冷却,也不利于切割质量。

(3)显然,氧化熔化切割工作过程管理存在着以下两个热源,即激光照射能和氧与金属材料化学反应企业产生的热能。据估计,当切割钢时,由氧化反应释放的热量占切割所需总能量的约60%。

很明显,与惰性气体进行比较,使用氧作辅助工作气体可获得具有较高的切割处理速度。

(4)在双热源氧化熔融切割过程中,当氧气的燃烧速度大于激光束的移动速度时,切割缝宽而粗糙。如果通过激光束进行移动的速度比氧的燃烧反应速度快,则所得切缝狭而光滑。

4、控制断裂切割。

对于易受热破坏的脆性材料,激光束控制切割称为控制断裂切割。这种切割过程研究主要教学内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械结构变形,导致企业材料可以形成一个裂缝。只要我们保持经济均衡的加热温度梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向发展产生。

应注意,这种受控断裂切割不适于切割锐角和拐角边缘切割。切割特大封闭外形也不容易通过获得企业成功。控制断裂切割速度,不要用太大功率,否则会造成工件表面熔化,破坏切割缝的边缘。其主要通过控制系统参数是激光功率和光斑尺寸不同大小。


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介绍激光切割的加工工艺

作者:cqnan 发布时间:2022-05-24

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工,可以大大缩短加工时间,降低加工成本,提高工件质量。现代的激光技术成了一个人们所幻想自己追求的“削铁如泥”的“宝剑”。整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟系统和吹气保护系统组成,采用最先进的数控机床模式实现多轴联动和激光切割,不受速度的影响,支持 dxp、 plt、 cnc 等图形格式,提高界面图形绘制能力,采用性能优越的进口伺服电机和驱动导轨结构,实现高速运动精度。

激光切割是应用研究激光聚焦后产生的高功率密度以及能量来实现的。在计算机控制下,激光通过脉冲放电,输出受控的重复高频脉冲激光,以形成具有一定频率和一定脉冲宽度的光束。在该方法中,脉冲激光束通过光路透射和反射,并通过聚焦透镜组聚焦在加工对象的表面上,以形成精细的、高能量密度的光斑。 在瞬间高温下熔化或蒸发待处理材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个非常细小的孔,在计算机系统控制下,激光加工头与被加工技术材料按预先绘好的图形数据进行分析连续发展相对主义运动打点,这样就会把这些物体信息加工成想要的形状。切割时,同轴气流与光束从切割头喷射出来,将熔化或汽化的材料吹出切割底部(注意: 如果吹出的气体与被切割的材料发生反应,这种反应将提供切割所需的额外能量,气流也冷却切割表面,减少热影响区,并确保聚焦镜不受污染)。与传统的板材进行加工技术方法研究相比,激光通过切割其具有高的切割工作质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高的切割处理速度、高的柔性(可随意切割可以任意一个形状) 、广泛的材料以及适应性等优点。

主要工艺有以下几种:

1、汽化切割。

在高功率密度激光束的加热下,材料的表面温度以足以避免由于热传导而熔化的速率上升到沸点温度,使得部分材料蒸发成蒸汽并消失,部分材料通过辅助气流作为射流从狭缝底部吹走。一些问题不能熔化的材料,如木材、碳素材料和某些塑料主要就是可以通过使用这种汽化切割技术方法切割成形的。

在汽化切割过程中,蒸汽带走了融化的颗粒,冲走了碎片,形成了孔洞。汽化形成过程中,大约40%的材料可以化作一个蒸汽压力消失,而有60%的材料主要是以熔滴的形式被气流驱除的。

2、熔化切割。

当入射激光束的功率密度超过一定值时,材料在光束被照射的点处开始蒸发,并且形成孔。一旦出现这种小孔形成,它将企业作为一个黑体吸收所有的入射光束能量。所述钥匙孔被熔融金属包围,然后辅助气流与所述光束同轴地带走所述钥匙孔周围的熔融材料。随着工件进行移动,小孔按切割方向发展同步横移形成自己一条切缝。激光束沿着狭缝的前缘继续,并且熔融材料被连续地或脉冲地吹离狭缝。

3、氧化熔化切割。

熔化切割方法一般可以使用一种惰性气体,如果代之以氧气或其它生物活性进行气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生竞争激烈的化学物质反应而产生影响另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:

(1)在激光束的照射下,材料表面迅速加热到点火温度,材料与氧气发生剧烈反应,放出大量热量。在此过程中热量作用下,材料进行内部管理形成一个充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。

(2)燃烧材料向炉渣的转移控制了氧和金属的燃烧速率,而氧通过炉渣扩散到点火前沿的速率也对燃烧速率有很大影响。氧气流速指标越高,燃烧产生化学反应和有效去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流量不是越高越好,因为流量过快会导致切口出口反应产物金属氧化物快速冷却,也不利于切割质量。

(3)显然,氧化熔化切割工作过程管理存在着以下两个热源,即激光照射能和氧与金属材料化学反应企业产生的热能。据估计,当切割钢时,由氧化反应释放的热量占切割所需总能量的约60%。

很明显,与惰性气体进行比较,使用氧作辅助工作气体可获得具有较高的切割处理速度。

(4)在双热源氧化熔融切割过程中,当氧气的燃烧速度大于激光束的移动速度时,切割缝宽而粗糙。如果通过激光束进行移动的速度比氧的燃烧反应速度快,则所得切缝狭而光滑。

4、控制断裂切割。

对于易受热破坏的脆性材料,激光束控制切割称为控制断裂切割。这种切割过程研究主要教学内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械结构变形,导致企业材料可以形成一个裂缝。只要我们保持经济均衡的加热温度梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向发展产生。

应注意,这种受控断裂切割不适于切割锐角和拐角边缘切割。切割特大封闭外形也不容易通过获得企业成功。控制断裂切割速度,不要用太大功率,否则会造成工件表面熔化,破坏切割缝的边缘。其主要通过控制系统参数是激光功率和光斑尺寸不同大小。

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