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激光切割工艺分为:
1. 汽化切割:
在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度很快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。
2. 熔化切割 :
当入射的激光束功率密度超过某一值后,光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。一旦这种小孔形成,它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围,然后,与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射,熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。
3. 氧化熔化切割 :
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:
(1)材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度,随之与氧气发生激烈的燃烧反应,放出大量热量。在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。
(2)燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度,同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高,燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流速不是越高越好,因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却,这对切割质量也是不利的。
(3)显然,氧化熔化切割过程存在着两个热源,即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计,切割钢时,氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明显,与惰性气体比较,使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。
(4)在拥有两个热源的氧化熔化切割过程中,如果氧的燃烧速度高于激光束的移动速度,割缝显得宽而粗糙。如果激光束移动的速度比氧的燃烧速度快,则所得切缝狭而光滑。
4. 控制断裂切割 :
对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是: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变形,导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
常见的传统切割工艺有水切割、电火花加工、气燃体切割、等离子切割、模冲切割、锯切割、线切割、激光切割等。
此表为激光切割工艺与传统切割工艺的对比
切割工艺 | 激光切割 | 气燃体切割 | 等离子切割 | 模冲 | 锯切 | 线切割 | 水切割 | 电火花加工 |
切缝 | 很小 | 很大 | 较大 | 较小 | 较大 | 较小 | 较大 | 很小 |
变形 | 很小 | 严重 | 较大 | 较大 | 较小 | 很小 | 小 | 很小 |
精度 | 高 | 低 | 低 | 低 | 低 | 高 | 高 | 高 |
图形变更 | 很容易 | 较容易 | 较容易 | 难 | 难 | 容易 | 容易 | 容易 |
速度 | 较高 | 低 | 较高 | 高 | 很慢 | 很慢 | 较高 | 很慢 |
费用 | 较低 | 较低 | 较低 | 低 | 较低 | 较高 | 很高 | 很高 |
由上表可见,激光加工在整体上存在这明显的优势!不论是从精度、速度、还是费用上激光加工的优势都很明显。而且在图形变更上也比其他的加工方法容易的很多。由此看来激光加工是现代工业生产上不可缺少的必备加工手法。
激光切割工艺采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束,工作功率为500~2500瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低,但是,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使不锈钢蒸发。此外,由于能量非常集中,所以,仅有少量热传到钢材的其它部分,所造成的变形很小或没有变形,利用激光可以非常准确的切割复杂形状的坯料,所切割的坯料不必再作进一步的处理。
对于零件的激光切割,工艺参数一般需要从以下几个方面进行考虑: 1)切割速度2)焦点位置3)辅助气体压力 4)激光输出功率 激光切割机功率是影响切割质量的重要因素之一。激光功率越大,所能切割的板材厚度也...
CNC切割不足:如果切割速度过低、气压过高则挂渣严重,不易清除,光洁度较差。如果切割速度合适,工作气压过高.弧柱的挺度和圆滑度受到破坏,切割能力下降,切割光洁度差。激光切割的不足:激光切割由于受激光器...
水切割与激光切割的对比:一、水切割优势:1)可以切割任何材料(包括激光所不能或很难切割的反光材料、复合材料、敏感材料等。比如石头,合金等) 2)切割的厚度可以很厚。如100MM,甚至更厚的材料。3)切...
常见的传统切割工艺有水切割、电火花加工、气燃体切割、等离子切割、模冲切割、锯切割、线切割、激光切割等。
此表为激光切割工艺与传统切割工艺的对比
切割工艺 |
激光切割 |
气燃体切割 |
等离子切割 |
模冲 |
锯切 |
线切割 |
水切割 |
电火花加工 |
切缝 |
很小 |
很大 |
较大 |
较小 |
较大 |
较小 |
较大 |
很小 |
变形 |
很小 |
严重 |
较大 |
较大 |
较小 |
很小 |
小 |
很小 |
精度 |
高 |
低 |
低 |
低 |
低 |
高 |
高 |
高 |
图形变更 |
很容易 |
较容易 |
较容易 |
难 |
难 |
容易 |
容易 |
容易 |
速度 |
较高 |
低 |
较高 |
高 |
很慢 |
很慢 |
较高 |
很慢 |
费用 |
较低 |
较低 |
较低 |
低 |
较低 |
较高 |
很高 |
很高 |
由上表可见,激光加工在整体上存在这明显的优势!不论是从精度、速度、还是费用上激光加工的优势都很明显。而且在图形变更上也比其他的加工方法容易的很多。由此看来激光加工是现代工业生产上不可缺少的必备加工手法。2100433B
激光切割工艺参数不锈钢
激光切割工艺参数不锈钢
激光切割加工工艺的仿真与分析
通过单因子试验找出电压、脉宽、频率及加工速度对表面粗糙度的影响规律,然后利用二次通用旋转组合设计对试验参数的回归方程进行误差的拟合和预测,最后通过仿真模型找出了加工工艺参数与加工质量的定量规律和网络模型。在此基础上得到本次试验中最优的参数选择方案,以及误差精度最小的仿真模型。
随着激光技术的高速发展,激光切割机以广泛就用于工艺品行业,激光切割机以其加工精确、快捷、操作简单、高效省料、样式新颖、自动化程度高等优点,为工艺品、玩具、商标行业的发展提供了全新而实用的技术解决方案。
本标准规定了钣金激光切割的基本要求、切割流程、工艺要求等内容。
本标准适用于以钣金为原料的激光切割工艺。
在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和某些塑料就是通过这种汽化切割方法切割成形的。
汽化切割过程中,蒸汽随身带走熔化质点和冲刷碎屑,形成孔洞。汽化过程中,大约40%的材料化作蒸汽消失,而有60%的材料是以熔滴的形式被气流驱除的。
当入射的激光束功率密度超过某一值后,光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。一旦这种小孔形成,它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围,然后,与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射,熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:
⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度,随之与氧气发生激烈的燃烧反应,放出大量热量。在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。
⑵燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度,同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高,燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流速不是越高越好,因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却,这对切割质量也是不利的。
⑶显然,氧化熔化切割过程存在着两个热源,即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计,切割钢时,氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。
很明显,与惰性气体比较,使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。
⑷在拥有两个热源的氧化熔化切割过程中,如果氧的燃烧速度高于激光束的移动速度,割缝显得宽而粗糙。如果激光束移动的速度比氧的燃烧速度快,则所得切缝狭而光滑。
对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是: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变形,导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
要注意的是,这种控制断裂切割不适合切割锐角和角边切缝。切割特大封闭外形也不容易获得成功。控制断裂切割速度快,不需要太高的功率,否则会引起工件表面熔化,破坏切缝边缘。其主要控制参数是激光功率和光斑尺寸大小。
1、交点位置的检出。激光切割前需先根据材质调整光束焦点在工件上的位置,由于激光束,特别是CO2气体激光,一般肉眼看不到,可采用楔形丙烯块检测出焦点位置,然后调节割炬的高度,使焦点处于设定位置。
2、穿孔操作要点。世纪切割加工时,有的零件从板材的内部开始切割,这就要先在板材上打孔。一种方法是采用连续激光,在薄板上穿孔,可以用正常的辅助气体压力,光束照射0.2~1s就能贯穿工件,然后即可转入切割。当工件厚度较大(如板厚为2~4mm)时,采用正常的气体压力穿孔,在工件表面上会形成尺寸比较大的溶坑。不但影响切割质量,而且熔融物质溅出可能损坏透镜或喷嘴。此时宜适当增大辅助气体的压力,同事略微增大喷嘴的孔径与工件的距离。这种方法的缺点是气体流量增加并使切割速度降低。
3、防止工件锐角转折处的烧熔。用连续激光切割带有锐角零件时,如切割参数匹配或操作不当,在锐角的转折处很容易发生自烧熔,不能形成转角处的尖角。这不仅使该部位的质量变差,而且还会影响随后的切割。解决这一问题的方法是选择适宜的切割参数,而采用脉冲激光切割时不存在锐角转折处的烧熔问题。