镭射加工

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1.切割穿孔技术

2 e0 p8 b+ J8 k- e* g    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个小孔。之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法：

; W$ F" g7 x6 h# Z4 S  U1 Q1 W    爆破穿孔——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氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在加工精度要求较高的零件上使用,只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。
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/ o( K+ N# B8 s: p& M$ t# k) K    脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。
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5 V# U2 J, |& I3 J2 K    在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件,如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第3种效果最好。
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2.切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析

    这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。
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3. 激光切割低碳钢时，工件出现毛刺的解决方法
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8 Y+ z0 z( x% T* h* ~5 Z3 U$ o# A    根据CO2激光切割的工作和设计原理，分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因：激光焦点的上下位置不正确，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；激光的输出功率不够，需要检查激光发生器的工作是否正常，如果正常，则观察激光控制按钮的输出数值是否正确，加以调整；切割的线速度太慢，需要在操作控制时加大线速度；切割气体的纯度不够，需要提供高质量的切割工作气体；激光焦点偏移，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；机床运行时间过长出现的不稳定性，此时需要关机重新启动。

9 s* ~1 h" o5 V; f2 S# Q4. 激光切割加工不锈钢和敷铝锌板时，工件有毛刺产生的分析
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! y( @0 @9 ]/ |+ d  w, [    以上情况的出现，首先考虑切割低碳钢时出现毛刺的因素，但不可简单地加快切割速度，因为增加速度有时会出现板材切割不穿的情况，此种情况在加工敷铝锌板时尤为突出。这时应综合考虑机床的其他因素加以解决，如喷嘴是否要更换，导轨运动不稳定等。
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4 z! ?9 ~: B* A: B9 i/ K1 D0 U& }5. 激光未完全切割透状态的分析

( u2 ]- ?  A' I- b0 s) W    分析后可以发现下面的几种情况是产生加工不稳定的主要情况：激光头喷嘴的选择与加工板厚不匹配；激光切割线速度过快，需要操作控制减小线速度；喷嘴感应不准导至激光焦点位置误差过大,需重新检测喷嘴感应数据,特别是在切割铝材时最容易出现.
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& h& k) T: U2 w5 ~3 O6. 切割低碳钢时出现非正常火花的解决方法

    这种情况会影响零件的切割断面光洁度加工质量。此时在其他参数都正常的情况下，应考虑以下情况：激光头喷嘴NOZZEL的损耗，应及时更换喷嘴。在无新喷嘴更换的情况下，应加大切割工作气体压力；喷嘴与激光头连接处螺纹松动。此时应立即暂停切割，检查激光头连接状态，重新上好螺纹。

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风云2012

我暂不懂哦！准备向机械行业进军！

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风云2012 发表于 2012-3-20 18:12
& q) G6 @9 `' q) G* b我暂不懂哦！准备向机械行业进军！

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1.激光熔融切割
在激光熔融切割中,工件的局部被加热,材料熔化,液态的材料被气体吹走,形成切缝.,由于材料的迁移,仅在液态下进行,称之为熔融切割.与激光束同轴,供给高纯度的不活泼辅助气体,辅助气体仅将熔融金属吹出切缝,不与金属反应
% W' o! P- ]: L9 E  z9 B9 S---激光熔融切割的速度比激光气化切割的速度快.这是因为气化切割相对熔化切割,需要更多的能量.激光束仅在切割区被材料吸收.
---最大的切割速度随激光功率的增加而加快,而随材料厚度和熔点的增加几乎呈线性降低..限制速度增加的因素是,在激光功率的一定情况下,切缝处的气体压力和材料的导热率.
---对于钢铁材料和钛合金材料,熔融切割可以得到无氧化的切缝.
---对于钢铁,仅产生熔化,没有气体的功率密度范是:104-105w/cm2
9 m4 ?3 r3 U% c2.激光氧化切割
9 d3 n6 Z- l* U* U) Y) ]; ?与激光熔融切割不同,激光氧化切割使用活泼的氧气作为辅助气体.由于气与已经炽热了的金属发生化学反应,切割结构钢时,切割度要比熔融切割的快.另一方面,与熔融切割相比,其切缝的质量较差.事实上, 氧化切割的切缝宽,粗 糙度高,热影响区大切缝边缘的质量差.
---在加工精细的工件和尖锐的角时,火焰切割可能是危险(如,角可能被烧损).使用脉冲切割模式可以限制热的效应.
0 t% x/ A. \2 }9 @4 q* z3 v---激光功率决定切割速度.激光功率确定后,限制因素就是氧气量和导热率.
7 d, Y1 k+ E4 Y0 j$ h3 Y3.激光气化切割
在激光气体切割中,切缝处的材料被气化,这需要很高的激光能量密度.为了防止材料蒸汽在切缝的壁上凝结,材料的厚度不适宜超出激光束的直径.因此,这种加工方法仅适用于避免喷出液态材料的情况,实际上,它不适用于多数钢铁材料先前的论述不适用于下列材料:木材和特殊的陶瓷材料.由于这类材料在激光照射下,气化,但不会再冷凝.因此气化切割不可以切割厚度大于光束直径的工件.
* F. u/ e" c+ E. |---在激光气化切割中,最佳的光束焦点位置与材料的厚度和光束质量相关.
- [2 U* z! G0 L7 D* J---激光功率和蒸发热对焦点位置有一定的影响.
---对于特定厚度的材料,最大切割厚度与材料的气化温度成反比.
---气化切割要求功率密度必须大于108w/cm2,它与材料特性,厚度和焦点位置相关.
- c$ s0 ~! E# Z' \+ O1 l4 O# D" N8 k* c---对于一定厚度的材料,假设激光功率足够高,最大的切割速度受气体喷射的速度限制.厚板材质分类:CRS/SUS/SPHC/SK/AL/CU
1.厚板一般采用O2加工(AL与CU除外);
2.SUS/SK一般也不用O2加工,因为其断面发黑,极不美观;
6 x$ q0 r/ `. j, h. G3.CRS/SPHC如厚度T<3.0,在3.0KW机台用N2加工即可,在1.8KW机台用O2较好;
% o' p5 n" b( K4.AL/CU因其反射很强,对镜片不利,所以禁用O2.
# T, A/ q$ L! A  n9 [0 L5.对于产品上的像素:孔径小于板厚的孔,结构复杂的轮廓,采用脉冲穿孔,脉冲加工方式.
采用低功率﹑慢速率可减轻热变形
(1)分段切割技术的运用(A)将一个产品分为若干段﹐各段之间依板厚不同留相应宽度的微连接﹐并且跳跃割﹐不会使产品自动脱离板材﹐这样产品就不会变形过大﹔
3 S- W! X# g* q' I! d(B)可同时排版若干片﹐同时加工各片产品的部分像素﹐这样使产品有足够的冷却间﹐从而也起到减缓热变形的作用。
(2)预穿孔技术的运用
孔较密集时﹐容易造成热量集中﹐所以采用预穿孔方案﹐即将各像素起割点预先穿孔﹐因穿孔时板材吸热过久﹐当开始切割时﹐第一个穿孔点已经冷却﹐依次切割﹐则可改善热变形。
(3)尖角绕走法
: {4 r/ Y, x' c! z1 Q若直接依轮廓路径加工﹐尖角处受热过久会烧坏﹐所以可在此处当加工一半时不依轮廓走﹐而是沿原方向继续切割﹐然后在远处绕走一圈回到原轮廓加工另一半。