激光切割工藝

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1、激光工藝培訓(xùn)一、激光切割機(jī)介紹1、定義：(1)主要用于將板材切割成所需形狀工件的激光加工機(jī)床。(2)利用激光束的熱能實(shí)現(xiàn)切割的設(shè)備，就是將激光束照射到工件表面時(shí)釋放的能量來使工件融化并蒸發(fā)，以達(dá)到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割圖案限制，自動(dòng)排版節(jié)省材料，切口平滑，加工成本低等特點(diǎn)，將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的切割工藝設(shè)備。2、激光切割機(jī)的主要組成：（1）激光器按工作物質(zhì)的種類可分為固體激光器、氣體激光器、液體激光器和半導(dǎo)體激光器四大類。由于He-Ne(氦—氖)氣體激光器所產(chǎn)生的激光不僅容易控制，而且方向性、單色性及相干性都比較好，因而在機(jī)械制造的精密測(cè)量中被廣泛采用。而在

2、激光加工中則要求輸出功率與能量大，目前多采用二氧化碳?xì)怏w激光器及紅寶石、釹玻璃、YAG(摻釹釔鋁石榴石)等固體激光器。（2）主機(jī)按切割柜與工作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)的方式，可分為以下三種類型：（1）在切割過程中，光束（由割炬射出）與工作臺(tái)都移動(dòng)，一般光束沿Y向移，工作臺(tái)在X向移。（2）在切割過程中，只有光束（割炬）移動(dòng)，工作臺(tái)不移動(dòng)。（3）在切割過程中，只有工作臺(tái)移動(dòng)，而光束（割炬）則固定不動(dòng)。（3）冷卻系統(tǒng)（4）供氣系統(tǒng)氣源：瓶裝氣、壓縮空氣（空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)）過濾裝置管路（5）電源三相電壓穩(wěn)定度±5%電源不平衡度2.5%（6）控制系統(tǒng)導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)根據(jù)被加工工件的性能要求，光束經(jīng)放大、整形、

3、聚焦后作用于加工部位，這種從激光器輸出窗口到被加工工件之間的裝置稱為導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)。激光加工系統(tǒng)激光加工系統(tǒng)主要包括床身、能夠在三維坐標(biāo)范圍內(nèi)移動(dòng)的工作臺(tái)及機(jī)電控制系統(tǒng)等。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，許多激光加工系統(tǒng)已采用計(jì)算機(jī)來控制工作臺(tái)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)激光加工的連續(xù)工作。3、加工原理：將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理和運(yùn)算,發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其它執(zhí)行元件,使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件或產(chǎn)品.ByJin3015數(shù)控切割機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：（1）切割區(qū)域：3048mmx1524mm（2）Z軸行程：70mm（3）機(jī)器精度，根據(jù)VDL/DGQ3441:±0.1mm

4、/m（4）重復(fù)精度：±0.05mm（5）X、Y軸最大定位速度：100m/min（6）X、Y軸最大聯(lián)動(dòng)定位速度：141m/min（7）最大軸向加速度：8m/S2（8）最大切割速度：50m/min（9）機(jī)器自重:約12,000kg（10）顏色標(biāo)準(zhǔn)：NCSS0585-Y80R；NCSS7020-R60B（11）工作臺(tái)最大承重：750kg（3000X1500X20mm）（12）交換切割臺(tái)交換時(shí)間：約35秒機(jī)床精度VDL/DGQ3441測(cè)量長度1m。切割精度與板材厚度和質(zhì)量有關(guān)。二、激光切割方法2.1激光熔化切割在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因?yàn)椴牧系霓D(zhuǎn)移只發(fā)生在其

5、液態(tài)情況下，所以該過程被稱作激光熔化切割。激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫，而氣體本身不參于切割。——最大切割速度隨著激光功率的增加而增加，隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率?！す馊刍懈顚?duì)于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口?！a(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度，對(duì)于鋼材料來說，在104W/cm2～105W/cm2之間。2.2激光火焰切割激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于使用氧氣作為切割氣體。借助于氧氣和加熱后的金屬之間的相互作用，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使材料進(jìn)一步加熱。由于此效應(yīng)，

6、對(duì)于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面，該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實(shí)際上它會(huì)生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量?！す饣鹧媲懈钤诩庸ぞ苣Ｐ秃图饨菚r(shí)是不好的（有燒掉尖角的危險(xiǎn)）?？梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響?！玫募す夤β蕸Q定切割速度。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。2.3激光氣化切割在激光氣化切割過程中，材料在割縫處發(fā)生氣化，此情況下需要非常高的激光功率。為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上，材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而只適合于應(yīng)用在必須避免有熔化材料排除

7、的情況下。該加工實(shí)際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域?！诎宀暮穸纫欢ǖ那闆r下，最大切割速度反比于材料的氣化溫度。——所需激光功率密度要大于108W/cm2，并且取決于材料、切割深度和光束焦點(diǎn)位置?！诎宀暮穸纫欢ǖ那闆r下，假設(shè)有足夠的激光功率，最大切割速度受到氣體射流速度的限制。激光切割示意圖激光切割的特點(diǎn)(1)幾乎對(duì)所有的金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行激光加工。(2)激光能聚焦成極小的光斑，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)