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激光切割方面的知識有哪些要了解?

作(zuo)者(zhe):奔騰激光(溫州(zhou))有限公司 瀏覽: 發(fa)表(biao)時(shi)間:2022-04-12 14:39:23

早在上世紀70年代,激光就被首次用于切割。在現代工業生產中,激光切割更被廣泛應用于鈑金,塑料、玻璃、陶瓷、半導體以及紡織品、木材和紙質等材料加工。關于激光切割方面的知識有哪些要了解?今天,我們浙江溫州奔騰激光切割設備公司為您介紹:

激光切割:

當聚(ju)焦的激(ji)光(guang)(guang)束(shu)照到工件(jian)上(shang)時,照射(she)區域會(hui)急劇升溫以使材料熔化或者氣化。一(yi)旦激(ji)光(guang)(guang)束(shu)穿透工件(jian),切(qie)割過程就開始(shi)了:激(ji)光(guang)(guang)束(shu)沿(yan)著輪廓線移動,同(tong)時將材料熔化。通常會(hui)用一(yi)股(gu)噴射(she)氣流將熔融物從切(qie)口(kou)吹走,在(zai)切(qie)割部分和板架(jia)間留下一(yi)條窄縫,窄縫幾乎與聚(ju)焦的激(ji)光(guang)(guang)束(shu)等(deng)寬。


火焰切割:

火(huo)焰切(qie)(qie)(qie)割是(shi)切(qie)(qie)(qie)割低碳鋼時采用的一種標準工藝,采用氧(yang)氣作為切(qie)(qie)(qie)割氣體。氧(yang)氣加壓到(dao)高(gao)達 6 bar 后吹進切(qie)(qie)(qie)口。在那(nei)里,被(bei)加熱的金屬(shu)與氧(yang)氣發生反應:開(kai)始燃燒和氧(yang)化(hua)(hua)。化(hua)(hua)學(xue)反應釋放大量(liang)的能(neng)量(liang)(達到(dao)激(ji)光能(neng)量(liang)的五倍)輔助(zhu)激(ji)光束進行切(qie)(qie)(qie)割。


熔化切割:

熔化切割(ge)是(shi)(shi)切割(ge)金屬(shu)(shu)時(shi)使用的另一種標準工(gong)藝。也可以用于(yu)切割(ge)其(qi)他可熔材(cai)料,例如陶瓷。采用氮氣(qi)或者(zhe)氬氣(qi)作為(wei)切割(ge)氣(qi),氣(qi)壓 2-20 bar 的氣(qi)體吹(chui)過(guo)切口。氬氣(qi)和氮氣(qi)是(shi)(shi)惰性氣(qi)體,這意味著它們不和切口中的熔化金屬(shu)(shu)發生反應,僅僅將它們向底部吹(chui)走。同時(shi),惰性氣(qi)體可以保護切割(ge)邊緣不被空氣(qi)氧化。


壓縮空氣切割:

壓(ya)縮空氣(qi)同樣可(ke)以用來切(qie)割薄(bo)板(ban)。空氣(qi)加壓(ya)到(dao) 5-6 bar 就足(zu)以吹走切(qie)口(kou)中的熔融金(jin)屬。由(you)于空氣(qi)中接近(jin) 80% 都是氮氣(qi),因此壓(ya)縮空氣(qi)切(qie)割基本(ben)上屬于熔化切(qie)割。


等離子體輔助切割:

如果(guo)參數選擇恰(qia)當(dang),等(deng)離(li)(li)子(zi)體輔助(zhu)熔(rong)(rong)化(hua)切(qie)割(ge)(ge)切(qie)口中會(hui)出現等(deng)離(li)(li)子(zi)體云。等(deng)離(li)(li)子(zi)體云由電(dian)離(li)(li)的(de)金屬(shu)蒸(zheng)氣和電(dian)離(li)(li)的(de)切(qie)割(ge)(ge)氣組成。等(deng)離(li)(li)子(zi)體云吸收(shou) CO2 激(ji)光(guang)的(de)能量并轉化(hua)進工件,使(shi)(shi)更(geng)多的(de)能量耦合到工件,材料會(hui)更(geng)快熔(rong)(rong)化(hua),從而使(shi)(shi)切(qie)割(ge)(ge)速度更(geng)快。因(yin)此,這種切(qie)割(ge)(ge)過程(cheng)也叫高速等(deng)離(li)(li)子(zi)體切(qie)割(ge)(ge)。等(deng)離(li)(li)子(zi)體云事實上相對于固體激(ji)光(guang)是透明(ming)的(de),因(yin)此等(deng)離(li)(li)子(zi)體輔助(zhu)熔(rong)(rong)化(hua)切(qie)割(ge)(ge)只(zhi)能使(shi)(shi)用CO2激(ji)光(guang)。


氣化切割:

氣化切割將材料蒸發,盡可能(neng)減小了對周圍材料的熱效應影(ying)響。采用連續 CO2 激光加工(gong)蒸發低熱量、高(gao)吸收的材料就可以達到上(shang)述效果,例(li)如薄(bo)的塑料薄(bo)膜以及木材、紙、泡沫等(deng)不熔化的材料。


超短脈沖(chong)激光使這項技術可以應用于其他材(cai)料。金屬中的自由(you)電子(zi)吸收激光并劇烈升溫(wen)。激光脈沖(chong)不與熔(rong)融(rong)的粒子(zi)和(he)等離(li)子(zi)體反(fan)應,材(cai)料直接(jie)升華,沒有(you)時間將(jiang)能量以熱量的形式傳給(gei)周圍(wei)材(cai)料。皮秒脈沖(chong)燒蝕材(cai)料時沒有(you)明顯的熱效應,沒有(you)熔(rong)化和(he)毛刺(ci)形成。


參數:調整加工過程

許多參數影響激光切割過(guo)程,其中(zhong)一些取(qu)決于激光器和機床的(de)技術性能,而(er)另一些是變化的(de)。


偏振度:

偏(pian)振度表明多少百分比的(de)激光被轉換。典型的(de)偏(pian)振度一(yi)般在 90% 左右。這對(dui)于高質量的(de)切割已經足夠了(le)。


焦點直徑:

焦(jiao)(jiao)點直(zhi)徑(jing)(jing)影(ying)響(xiang)切口寬度,可以通(tong)過改變聚焦(jiao)(jiao)鏡的(de)焦(jiao)(jiao)距改變焦(jiao)(jiao)點直(zhi)徑(jing)(jing)。更小(xiao)的(de)焦(jiao)(jiao)點直(zhi)徑(jing)(jing)意(yi)味(wei)著更窄的(de)切口。


焦點位置:

焦點位置決定了工件表面(mian)上(shang)的光束直(zhi)徑和(he)功(gong)率密度以及切口的形狀。


激光功率:

激光功率應和加(jia)工(gong)(gong)類(lei)型、材料(liao)種類(lei)和厚度(du)相(xiang)匹配。功率必須(xu)足夠高(gao)以至(zhi)于工(gong)(gong)件上的(de)功率密度(du)超出加(jia)工(gong)(gong)閾(yu)值。


工作模式:

連(lian)續模(mo)式主要用于切割毫(hao)米到(dao)厘米尺寸的(de)金屬和塑(su)料的(de)標準輪(lun)廓。而為了熔化穿孔或(huo)者產生(sheng)精密的(de)輪(lun)廓,則采(cai)用低(di)頻的(de)脈(mo)沖激(ji)光。


切割速度:

激光(guang)功率和切(qie)割速度必須互相匹配。太快或者太慢(man)的(de)(de)切(qie)割速度都會導致粗糙度的(de)(de)增加和毛刺(ci)的(de)(de)形成。


噴嘴直徑:

噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)的(de)直徑決定了(le)從噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)中噴(pen)(pen)(pen)出的(de)氣(qi)體流(liu)(liu)量和氣(qi)流(liu)(liu)形狀。材(cai)料越厚,氣(qi)體噴(pen)(pen)(pen)流(liu)(liu)的(de)直徑也(ye)要越大(da),相應地,噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)口的(de)直徑也(ye)要增大(da)。


氣體純度和氣壓:

氧氣(qi)(qi)(qi)和氮氣(qi)(qi)(qi)經常(chang)用(yong)作切割(ge)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的純(chun)度(du)和氣(qi)(qi)(qi)壓影響切割(ge)效果(guo)。采(cai)用(yong)氧氣(qi)(qi)(qi)火焰(yan)切割(ge)時,氣(qi)(qi)(qi)體(ti)純(chun)度(du)需(xu)達到(dao) 99.95 %。鋼板越(yue)厚,采(cai)用(yong)的氣(qi)(qi)(qi)體(ti)氣(qi)(qi)(qi)壓越(yue)低。采(cai)用(yong)氮氣(qi)(qi)(qi)熔化(hua)切割(ge)時,氣(qi)(qi)(qi)體(ti)純(chun)度(du)需(xu)要達到(dao) 99.995 %(理想(xiang)情(qing)況是 99.999 %),熔化(hua)切割(ge)厚鋼板時需(xu)要更(geng)高的氣(qi)(qi)(qi)壓。


技術參數表:

在(zai)激光切(qie)割(ge)早期,使(shi)(shi)用者必須通過試(shi)運轉自行決定加工(gong)(gong)參數(shu)(shu)(shu)的(de)設置。現在(zai),成(cheng)熟的(de)加工(gong)(gong)參數(shu)(shu)(shu)被存儲(chu)在(zai)切(qie)割(ge)系統的(de)控制裝置中(zhong)。對(dui)于每(mei)一種(zhong)(zhong)材料類型和(he)厚(hou)度,都有對(dui)應的(de)數(shu)(shu)(shu)據。技術(shu)(shu)參數(shu)(shu)(shu)表(biao)使(shi)(shi)得即使(shi)(shi)不熟悉這種(zhong)(zhong)技術(shu)(shu)的(de)人(ren)也能順(shun)利操作激光切(qie)割(ge)設備。


激光切割質量(liang)評價因素:

有許多(duo)判定激(ji)光(guang)切(qie)割邊緣質量(liang)的標準(zhun)。像(xiang)毛(mao)刺(ci)形式、凹(ao)陷(xian)、紋路等標準(zhun)可以用(yong)肉眼(yan)判定;垂直度、粗糙度和切(qie)口寬度等則需要采(cai)用(yong)專(zhuan)用(yong)儀器(qi)來測量(liang)。材料沉積,腐蝕,熱(re)影響區域和變形也是(shi)衡量(liang)激(ji)光(guang)切(qie)割質量(liang)的重要因(yin)素。


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