




金属激光切割
大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法,几乎可以切割所有的材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。
激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。不仅可以切割硬度高、脆性大的材料,如氮化硅、陶瓷、石英等;还能切割加工柔性材料,如布料、纸张、塑料板、橡胶等,如用激光进行服装剪裁,可节约衣料10%~12%,提高***3倍以上。
激光切割加工时激光束的工作原理是:在加工过程中,材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑, 然后由与激光束同轴的工作气流很快将熔融材料去除形成一个孔。此孔类似于线切割的穿线孔,激光束以此孔为加工启始点进行轮廓切割,通常情况下飞行光路激光束的走线方向和被加工零件切割轮廓的切线方向垂直。 因此,激光束在开始穿透钢板时到进入零件轮廓切割的这一段时间,其切割速度在矢量方向上将有一个很大的改变,即矢量方向的90°旋转,由垂直于切割轮廓的切线方向转为与切割轮廓的切线重合,即与轮廓切线的夹角为0°。这样就会在被加工材料的切割断面下比较粗糙的切割面,这主要是在短时间内,激光束在移动中的矢量方向变化很快所至。由于中国工业化的快速推进和制造业的不断升级,预计未来3年中国激光加工设备行业将在大功率和高附加值产品的拉动下继续保持20%-30%的高速增长。因此在采用激光切割加工零件时就要注意这方面的情况。
激光切割
激光切割的切缝窄,工件变形小。
激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度。这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分,材料很快加热至汽化程度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。切边受热影响很小,基本没有工件变形。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙l烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等材料切割使用惰性汽体。材料在激光切割时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜,防止进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形切割。
当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。
激光切割刺、皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电制造行业来说,由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件,它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度还慢于模冲,但它没有模具消耗,无须修理模具,还节约更换模具时间,从而节省了加工费用,降低了生产成本,所以从总体上考虑是更合算的。2、激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工。此孔类似于线切割的穿线孔,激光束以此孔为加工启始点进行轮廓切割,通常情况下飞行光路激光束的走线方向和被加工零件切割轮廓的切线方向垂直。
激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点,把它应用于切割有许多特点。首先,激光光能转换成惊人的热能保持在的区域内,可提供(1)狭的直边割缝;(2)1小的邻近切边的热影响区;(3)的局部变形。其次,激光束对工件不施加任何力,它是无接触切割工具,这就意味着(1)工件无机械变形;切割速度快用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达600cm/min。(2)无刀具磨损,也谈不上刀具的转换问题;(3)切割材料无须考虑它的硬度,也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响,任何硬度的材料都可以切割。再次,激光束可控性强,并有高的适应性和柔性,因而(1)与自动化设备相结合很方便,容易实现切割过程自动化;(2)由于不存在对切割工件的限制,激光束具有无限的仿形切割能力;(3)与计算机结合,可整张板排料,节省材料。
激光切割圆孔并不是大家想象的很简单,切割圆孔不规则、垂直度不够也是时有发生的事情。
● 圆孔过小
激光设备切割1:1的孔是1优的方案,孔径越大越好切割,能力不足的激光切割机切割小孔时会出现圆孔不规则,断点残留太多等现象。
● 气体压力过小或过大
气体压力过大会爆孔,压力过小会使切割边缘粗糙,烧化严重。选择合适的气体压力是解决圆孔切割不规则的原因之一。
● 伺服电机参数
伺服电动机的很多参数是和圆弧运动有关的,参数不合适x,y轴运动不匹配会造成切割圆孔出现椭圆或者不规则图形。
● 丝杠或导轨精度不够
切割机企业制造水平低,促使激光切割机精度达不到0.1mm,所以切割的圆孔精度也达不到要求。
