激光切割的影響因素與效果衡量
在激光加工設備市場(chǎng)中,激光切割是最重要的一項應用技術(shù),2015年我國銷(xiāo)售激光切割機約3000臺,激光切割機對剪板機、沖床的替代效應已越來(lái)越明顯,繼目前市場(chǎng)較為普及的激光打標應用后,預計高切割速度、高精度、厚板材及大切割幅面為特征的高端大功率激光切割機設備市場(chǎng)有較大的增長(cháng)空間。
激光切割加工的影響因素
在激光切割加工中,激光器發(fā)出的激光經(jīng)切割頭的準直及聚焦透鏡匯聚為一點(diǎn)(焦點(diǎn)),操作人員需確保加工的激光束在噴嘴的正中心,并調整噴嘴距板材表面的距離(視板厚而定),噴嘴處噴出高壓氣體,與激光束配合完成切割作業(yè)。其主要影響因素有以下幾方面:
(1)焦點(diǎn)直徑
直徑小,切口窄,切割厚度??;直徑大,切口寬,切割厚度大。
(2)焦點(diǎn)位置
決定了工件表面光斑大小及切口形狀;最佳的位置取決于材料類(lèi)型及厚度。
(3)功率
影響切割板材的厚度;影響加工效率及變形量。
(4)切割速度
需要與功率、氣體流量等匹配,過(guò)小會(huì )導致切不透或毛刺的形成。
(5)噴嘴直徑
小直徑,適合于薄板切割;大直徑,適合厚板切割。
(6)氣體
氣體的純度影響毛刺形成及切割面氧化情況;氣體流量,板材越薄,氣壓要越大。
(7)光束模式
創(chuàng )鑫激光器功率1500W以下為單模,功率1500W以上為多模。單模在薄板切割中效果佳,多模光斑較大,能量分布均勻,適用于厚板切割。
激光切割效果的衡量標準
面對廣泛的加工材料、靈活的加工形狀,激光切割設備能較好地勝任復雜的加工要求,以高速度、高精度、高質(zhì)量滿(mǎn)足汽車(chē)、航空航天、醫療保健、塑料、電氣和電子、紡織品等行業(yè)應用需求。對其切割效果的判斷主要可從以下幾方面進(jìn)行衡量:
(1)粗糙度
切割邊緣或多或少存在切割留下的紋路,紋路的深淺決定了切割表面的粗糙度。紋路越淺,說(shuō)明粗糙度越低,表面越光滑。一般來(lái)說(shuō),材料厚度越薄,切割表面粗糙度越低;采用氮氣或氬氣切割比氧氣切割表面粗糙度越低。
(2)垂直度
由于切割光束是通過(guò)聚焦而來(lái)且光束存在發(fā)散的特性,這導致在切割時(shí)(尤其是厚板切割時(shí)),材料厚度方向不同深度處的光斑大小不一致,從而造成了切割表面與板材表面不能達到絕對的90°,或是上表面較寬或是下表面較寬。一般來(lái)說(shuō),材料厚度越薄,垂直度越好;光束質(zhì)量越好,垂直度越好。此外也與具體加工時(shí)光斑焦點(diǎn)與材料厚度方向的相對位置有關(guān)。
(3)毛刺
優(yōu)異的切割,切割邊緣應無(wú)毛刺,因存在毛刺需要后續處理。這與具體加工過(guò)程的工藝參數匹配、材料類(lèi)型以及光束質(zhì)量有關(guān)。
(4)變形量
由于激光切割本質(zhì)是熱切割,板材不可避免存在變形,優(yōu)異的切割應盡可能減小由此帶來(lái)的不利影響。在薄板切割中需特別注意。一般來(lái)說(shuō),切割速度越快、割縫越窄、氣體流量越大,變形量越小。
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