鐳射加工

絕蝂ツ‖旋律

1.切割穿孔技術(shù)
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' F, V  j. |' E) w( R    任何一種熱切割技術(shù),除少數(shù)情況可以從板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一個(gè)小孔。之前在激光沖壓復(fù)合機(jī)上是用沖頭先沖出一個(gè)孔,然后再用激光從小孔處開始進(jìn)行切割。對(duì)于沒(méi)有沖壓裝置的激光切割機(jī)有兩種穿孔的基本方法：

. n2 L- G# T+ V* h$ m    爆破穿孔——材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一個(gè)凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一個(gè)孔。一般孔的大小與板厚有關(guān),爆破穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對(duì)較厚的板爆破穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在加工精度要求較高的零件上使用,只能用于廢料上。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時(shí)相同,飛濺較大。

    脈沖穿孔——采用高峰值功率的脈沖激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮?dú)庾鳛檩o助氣體,以減少因放熱氧化使孔擴(kuò)展,氣體壓力較切割時(shí)的氧氣壓力小。每個(gè)脈沖激光只產(chǎn)生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時(shí)間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體換成氧氣進(jìn)行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質(zhì)量?jī)?yōu)于爆破穿孔。為此所使用的激光器不但應(yīng)具有較高的輸出功率；更重要的是光束的時(shí)間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應(yīng)激光切割的要求。此外脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時(shí)間的控制。
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    在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質(zhì)量的切口,從工件靜止時(shí)的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過(guò)渡技術(shù)應(yīng)加以重視。從理論上講通常可改變加速段的切割條件,如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實(shí)際上由于時(shí)間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實(shí),具體方法是改變脈沖寬度；改變脈沖頻率；同時(shí)改變脈沖寬度和頻率。實(shí)際結(jié)果表明,第3種效果最好。

2.切割加工小孔（直徑小與板厚）變形情況的分析
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    這是因?yàn)闄C(jī)床（只針對(duì)大功率激光切割機(jī)）在加工小孔時(shí)不是采取爆破穿孔的方式，而是用脈沖穿孔（軟穿刺）的方式，這使得激光能量在一個(gè)很小的區(qū)域過(guò)于集中，將非加工區(qū)域也燒焦，造成孔的變形，影響加工質(zhì)量。這時(shí)我們應(yīng)在加工程序中將脈沖穿孔（軟穿刺）方式改為爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解決。而對(duì)于較小功率的激光切割機(jī)則恰好相反，在小孔加工時(shí)應(yīng)采取脈沖穿孔的方式才能取得較好的表面光潔度。
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3. 激光切割低碳鋼時(shí)，工件出現(xiàn)毛刺的解決方法

5 v* n5 v  ]: m# ^* M3 O    根據(jù)CO2激光切割的工作和設(shè)計(jì)原理，分析得出以下幾點(diǎn)原因是造成加工件產(chǎn)生毛刺的主要原因：激光焦點(diǎn)的上下位置不正確，需要做焦點(diǎn)位置測(cè)試，根據(jù)焦點(diǎn)的偏移量進(jìn)行調(diào)整；激光的輸出功率不夠，需要檢查激光發(fā)生器的工作是否正常，如果正常，則觀察激光控制按鈕的輸出數(shù)值是否正確，加以調(diào)整；切割的線速度太慢，需要在操作控制時(shí)加大線速度；切割氣體的純度不夠，需要提供高質(zhì)量的切割工作氣體；激光焦點(diǎn)偏移，需要做焦點(diǎn)位置測(cè)試，根據(jù)焦點(diǎn)的偏移量進(jìn)行調(diào)整；機(jī)床運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)的不穩(wěn)定性，此時(shí)需要關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)。

4. 激光切割加工不銹鋼和敷鋁鋅板時(shí)，工件有毛刺產(chǎn)生的分析
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6 r) U8 y0 K% R! h; K    以上情況的出現(xiàn)，首先考慮切割低碳鋼時(shí)出現(xiàn)毛刺的因素，但不可簡(jiǎn)單地加快切割速度，因?yàn)樵黾铀俣扔袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)板材切割不穿的情況，此種情況在加工敷鋁鋅板時(shí)尤為突出。這時(shí)應(yīng)綜合考慮機(jī)床的其他因素加以解決，如噴嘴是否要更換，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定等。
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- ^0 a2 i8 ?& X2 X4 w5. 激光未完全切割透狀態(tài)的分析
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* @3 x. c& G8 B" w+ I- p, @    分析后可以發(fā)現(xiàn)下面的幾種情況是產(chǎn)生加工不穩(wěn)定的主要情況：激光頭噴嘴的選擇與加工板厚不匹配；激光切割線速度過(guò)快，需要操作控制減小線速度；噴嘴感應(yīng)不準(zhǔn)導(dǎo)至激光焦點(diǎn)位置誤差過(guò)大,需重新檢測(cè)噴嘴感應(yīng)數(shù)據(jù),特別是在切割鋁材時(shí)最容易出現(xiàn).

+ n' j" h" z8 f) g6. 切割低碳鋼時(shí)出現(xiàn)非正常火花的解決方法

: H; b6 m4 k1 f! b8 x$ B: o    這種情況會(huì)影響零件的切割斷面光潔度加工質(zhì)量。此時(shí)在其他參數(shù)都正常的情況下，應(yīng)考慮以下情況：激光頭噴嘴NOZZEL的損耗，應(yīng)及時(shí)更換噴嘴。在無(wú)新噴嘴更換的情況下，應(yīng)加大切割工作氣體壓力；噴嘴與激光頭連接處螺紋松動(dòng)。此時(shí)應(yīng)立即暫停切割，檢查激光頭連接狀態(tài)，重新上好螺紋。
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風(fēng)云2012

我暫不懂哦！準(zhǔn)備向機(jī)械行業(yè)進(jìn)軍！

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風(fēng)云2012 發(fā)表于 2012-3-20 18:12
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在東洋折床，村田速?zèng)_，以及三菱鐳射有不了解或加工問(wèn)題可以聯(lián)系我15814619295
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1.激光熔融切割
在激光熔融切割中,工件的局部被加熱,材料熔化,液態(tài)的材料被氣體吹走,形成切縫.,由于材料的遷移,僅在液態(tài)下進(jìn)行,稱之為熔融切割.與激光束同軸,供給高純度的不活潑輔助氣體,輔助氣體僅將熔融金屬吹出切縫,不與金屬反應(yīng)
4 j0 c# y& U: Q5 u5 @: Q---激光熔融切割的速度比激光氣化切割的速度快.這是因?yàn)闅饣懈钕鄬?duì)熔化切割,需要更多的能量.激光束僅在切割區(qū)被材料吸收.
9 A, Q5 K% t- w  z---最大的切割速度隨激光功率的增加而加快,而隨材料厚度和熔點(diǎn)的增加幾乎呈線性降低..限制速度增加的因素是,在激光功率的一定情況下,切縫處的氣體壓力和材料的導(dǎo)熱率.
---對(duì)于鋼鐵材料和鈦合金材料,熔融切割可以得到無(wú)氧化的切縫.
---對(duì)于鋼鐵,僅產(chǎn)生熔化,沒(méi)有氣體的功率密度范是:104-105w/cm2
( x$ T5 v9 h) L' {6 o2.激光氧化切割
8 i. C7 Z# k, L* b與激光熔融切割不同,激光氧化切割使用活潑的氧氣作為輔助氣體.由于氣與已經(jīng)熾熱了的金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),切割結(jié)構(gòu)鋼時(shí),切割度要比熔融切割的快.另一方面,與熔融切割相比,其切縫的質(zhì)量較差.事實(shí)上, 氧化切割的切縫寬,粗 糙度高,熱影響區(qū)大切縫邊緣的質(zhì)量差.
1 \1 {# \1 C/ `' l---在加工精細(xì)的工件和尖銳的角時(shí),火焰切割可能是危險(xiǎn)(如,角可能被燒損).使用脈沖切割模式可以限制熱的效應(yīng).
---激光功率決定切割速度.激光功率確定后,限制因素就是氧氣量和導(dǎo)熱率.
+ `$ L9 }9 z9 {" j9 ?3.激光氣化切割
在激光氣體切割中,切縫處的材料被氣化,這需要很高的激光能量密度.為了防止材料蒸汽在切縫的壁上凝結(jié),材料的厚度不適宜超出激光束的直徑.因此,這種加工方法僅適用于避免噴出液態(tài)材料的情況,實(shí)際上,它不適用于多數(shù)鋼鐵材料先前的論述不適用于下列材料:木材和特殊的陶瓷材料.由于這類材料在激光照射下,氣化,但不會(huì)再冷凝.因此氣化切割不可以切割厚度大于光束直徑的工件.
3 W0 O6 I9 s# N8 ?6 C8 ?---在激光氣化切割中,最佳的光束焦點(diǎn)位置與材料的厚度和光束質(zhì)量相關(guān).
# @5 s  W$ v, I3 G. k* s, \---激光功率和蒸發(fā)熱對(duì)焦點(diǎn)位置有一定的影響.
---對(duì)于特定厚度的材料,最大切割厚度與材料的氣化溫度成反比.
---氣化切割要求功率密度必須大于108w/cm2,它與材料特性,厚度和焦點(diǎn)位置相關(guān).
---對(duì)于一定厚度的材料,假設(shè)激光功率足夠高,最大的切割速度受氣體噴射的速度限制.厚板材質(zhì)分類:CRS/SUS/SPHC/SK/AL/CU
1.厚板一般采用O2加工(AL與CU除外);
2.SUS/SK一般也不用O2加工,因?yàn)槠鋽嗝姘l(fā)黑,極不美觀;
3.CRS/SPHC如厚度T<3.0,在3.0KW機(jī)臺(tái)用N2加工即可,在1.8KW機(jī)臺(tái)用O2較好;
  V+ S) V  o! \# m) i+ q* ^4.AL/CU因其反射很強(qiáng),對(duì)鏡片不利,所以禁用O2.
) Q/ [  ]! A. h5.對(duì)于產(chǎn)品上的像素:孔徑小于板厚的孔,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輪廓,采用脈沖穿孔,脈沖加工方式.
* s, Q& C( O) o/ f- A5 a% C5 F采用低功率﹑慢速率可減輕熱變形
$ `& l, H" }0 S* c) j(1)分段切割技術(shù)的運(yùn)用(A)將一個(gè)產(chǎn)品分為若干段﹐各段之間依板厚不同留相應(yīng)寬度的微連接﹐并且跳躍割﹐不會(huì)使產(chǎn)品自動(dòng)脫離板材﹐這樣產(chǎn)品就不會(huì)變形過(guò)大﹔
(B)可同時(shí)排版若干片﹐同時(shí)加工各片產(chǎn)品的部分像素﹐這樣使產(chǎn)品有足夠的冷卻間﹐從而也起到減緩熱變形的作用。
# x7 T$ i1 y$ B! d# L(2)預(yù)穿孔技術(shù)的運(yùn)用
孔較密集時(shí)﹐容易造成熱量集中﹐所以采用預(yù)穿孔方案﹐即將各像素起割點(diǎn)預(yù)先穿孔﹐因穿孔時(shí)板材吸熱過(guò)久﹐當(dāng)開始切割時(shí)﹐第一個(gè)穿孔點(diǎn)已經(jīng)冷卻﹐依次切割﹐則可改善熱變形。
(3)尖角繞走法
7 D: q0 _4 i( X! M/ L7 f若直接依輪廓路徑加工﹐尖角處受熱過(guò)久會(huì)燒壞﹐所以可在此處當(dāng)加工一半時(shí)不依輪廓走﹐而是沿原方向繼續(xù)切割﹐然后在遠(yuǎn)處繞走一圈回到原輪廓加工另一半。