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影響激光切割加工精度的幾個(gè)重要因素:
激光束通過聚焦后的光斑的大?。杭す馐奂蟮墓獍咴叫?,激光切割加工精度越高,特別是切縫較小,較小的光斑可達(dá)0.01mm。工作臺(tái)的走位精度決定著激光切割加工的重復(fù)精度,工作臺(tái)精度越高,切割的精度越高。工件厚度越大,精度越低,切縫越大。由于激光光束為錐形,切縫也是錐形,厚度0.3MM的材料比2MM的切縫小的多。(7)在加工過程中發(fā)現(xiàn)異常時(shí),應(yīng)立即停機(jī),及時(shí)排除故障或上報(bào)主管人員。工件材質(zhì)對激光切割精度有一定影響。同樣情況下,不同材質(zhì)的切割精度也稍有不同,即使是同一材質(zhì),如果材料的成分不同,切割的精度也會(huì)有差異。
金屬激光切割機(jī)作為熱切割加工應(yīng)用設(shè)備,在使用過程中勢必會(huì)對金屬材料造成熱影響,其體現(xiàn)主要包括三個(gè)方面:
1、熱影響區(qū)域;2、凹陷和腐蝕;3、材料變形。
其中熱影響區(qū)域指激光切割中,沿著切口附近的區(qū)域被加熱。同時(shí),金屬的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。例如,一些金屬會(huì)發(fā)生硬化。熱影響區(qū)域指的是內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的區(qū)域的深度;而凹陷和腐蝕是對切割邊緣的表面有不利影響,影響外觀。他們出現(xiàn)在一般本應(yīng)避免的切割誤差;后如果切割使得部件急劇加熱,它就會(huì)變形。精細(xì)加工中這一點(diǎn)尤為重要,因?yàn)檫@里的輪廓和連接片通常只有十分之幾毫米寬。進(jìn)行穿孔操作的話,假設(shè)工件厚度比擬大的話,運(yùn)用一般失掉氣體壓力來穿孔,那么會(huì)在工件外表形成溶坑,從而影響到切割質(zhì)量,還有能夠會(huì)維護(hù)噴嘴。控制激光功率以及使用短激光脈沖可以減少部件變熱,避免變形。
我們要獲得較好的表面質(zhì)量等級,必須對激光功率、切割速度等工藝參數(shù)進(jìn)行多次優(yōu)化處理。一般而言,對具有相同特征性和厚度的材料,工藝參數(shù)有一組較佳切割工藝參數(shù)。也將得出不同的切口表面質(zhì)量。
金屬激光切割加工機(jī)的原理
激光束聚焦成很小的光點(diǎn)其小直徑(可小于0.1mm),使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度(可超過106W/cm2).這時(shí)光束輸入(由光能轉(zhuǎn)換)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散部分,材料很快加熱至汽化溫度,蒸發(fā)形成孔洞.隨著光束與材料相對線性移動(dòng),使孔洞連續(xù)形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫.切邊熱影響很小,基本沒有工件變形.切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體.鋼切割時(shí)得用氧氣為輔助氣體與溶融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料,同時(shí)幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣.塑料使用壓縮空氣,棉、紙等材料切割使用惰性氣體.進(jìn)入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡,激光切割防止塵進(jìn)入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過熱.
大多數(shù)有機(jī)與無機(jī)物都可以用激光切割.在工業(yè)制造占有分量很重的金屬加工業(yè),許多金屬材料,不管它具有什么樣的硬度,都可進(jìn)行無變形切割(目前使用的金屬激光切割可切割工業(yè)用鋼的厚度已可接近20mm).
當(dāng)然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導(dǎo)體,因此激光切割很困難,甚至不能切割某些難切割材料,可使用脈沖波激光束進(jìn)行切割,由于極高的脈沖波峰值功率,會(huì)使材料對光束的吸收系數(shù)瞬間急劇提高.