常平激光切割加工公司-激光切割-和胜激光厂家

激光切割外协加工的原理

激光切割加工是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或气化，常平激光切割加工公司，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。激光切割，由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀，激光刀头的机械部分与工作无接触，在工作中不会对工作表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄（0.1mm~0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。

激光切割主要是CO2激光切割，CO2激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。

CO2激光切割技术比其他方法的明显优点是：（1）切割质量好。切口宽度窄（一般为0.1- -0.5mm）、精度高（一般孔中心距误差0.1－0.4mm，轮廓尺寸误差0.1－0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为12.5－25μm），切缝一般不需要再加工即可焊接。（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min；2mm厚的不锈钢切割速度为 3.5m/min，热影响区小，变形***。（3）清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。

CO2激光切割的几项关键技术：一是焦点位置控制技术。聚焦透镜焦深越小，焦点光斑直径就越小，因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。二是切割穿孔技术。任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。三是嘴设计及气流控制技术。激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。

激光切割外协加工的原理工艺多种多样，其中熔化切割是使入射的激光束功率密度超过某一值，从而使光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞；汽化切割是使用高功率密度的激光束加热，避免热传导造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失；氧化熔化切割是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；对于容易受热***的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断，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，称之为控制断裂切割。

激光切割外协加工被认为是激光应用中***成熟的工艺，因而近年来，人们把激光应用研究热点投入到激光焊接、热处理、标记、快速成型等方面，常平激光切割加工厂，而对激光切割的研究则相对较少。但随着汽车工业的***发展，以及精细切割和良好焊接性能的需求，必须进一步提高和控制切割质量。

激光切割外协加工质量的优劣是指切割尺寸精度高低和切割表面质量的好坏，切割表面质量一般以以下4个指标衡量：

① 切口宽度及切口表面粗糙度;②热影响区的宽度;③切口断面的波纹;④切口断面或下表面有无挂渣。下面就来分析影响激光切割表面质量的主要因素。

1.切割用激光，激光应有高的光束质量。激光切割是基于热效应的加工，为得到高的功率密度和精细切口，聚焦光斑直径要小，同时，为保证沿不同方向切割时的质量的一致性，激光束应有良好的绕光轴旋转对称性和圆偏振性以及高的发射方向稳定性，以保证聚焦光斑位置稳定不变。现代激光器还应具备连续和高重复输出快速切换功能，以保证复杂轮廓的高质量切割。

2.聚焦透镜与板材厚度，透镜焦距根据被切材料厚度选取，兼顾聚焦光斑直径和焦深，材料厚，焦距宜大，反之，则焦距宜小。聚焦光斑位置应靠近工件表面，一般使焦点落在板材上表面偏下约1/3板厚处。

3.气流与喷嘴，激光切割机中气流具有吹除熔融材料、保护聚焦透镜甚至提供部分切割能量的作用。气体压力、流量是影响切割质量的重要因素，压力过低，吹不走切口处的熔融材料;过高，易在工件表面形成涡流，反而削弱了气流去除熔融材料的作用。实践证明，激光切割，不同结构的喷嘴对切割也会产生不同的影响。

4.激光切割外协加工切割速度，切割速度取决于激光的功率密度和被切材料的热物理性质及其厚度等。对于一定切割条件下，有一合理的切割速度范围，切割速度过高，常平***激光切割厂家，切口清渣不尽，甚至切不透，切割速度太低，则材料过烧，切口宽度和热影响区大。

5.切割轨迹，对于复杂轮廓或具有拐点的零件的切割，由于加速度的变化，容易使拐点处过热熔化而形成塌角，因而合理的切割轨迹是避免这一现象的有效办法之一。

激光切割加工的原理分析：

激光切割机在加工工件时，首先就是找到合适的位置进行穿孔。如何选择合适的穿刺点呢，下面我们就来就激光切割机的穿刺点来探讨下。 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。因此在采用激光切割加工零件时就要注意这方面的情况。 一般，在设计零件对表面切割断口没有粗糙度要求时，可以在激光切割编程时不做手动处理，让控制软件自动产生穿刺点；但是，当设计对所要加工的零件切割断面有较高粗糙度要求时，就要注意到这个问题，通常需要在编激光切割程序时对激光束的启始位置做手动调整，即人工对于穿刺点的控制。需要把激光程序原来产生的穿刺点移到需要的合理位置，以达对加工零件表面精度的要求。