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激光切割機(jī)在切割過程中,光束經(jīng)切g(shù)e頭的透鏡聚焦成一個(gè)很小的焦點(diǎn),使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度,其中切g(shù)e頭固定在z軸上。這時(shí),光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量,材料很快被加熱到熔化與汽化溫度,與此同時(shí),一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對運(yùn)動(dòng),使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫,完成材料的切割 。通常合金成分影響材料的強(qiáng)度﹑可焊性﹑高氧化性和耐腐蝕性,所以含碳量越高越難切割。
激光束的參數(shù)、機(jī)器與數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量。特別是對于切割精度較高或厚度較大的零件,必須掌握和解決以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):1、焦點(diǎn)位置控制技術(shù):激光切割的優(yōu)點(diǎn)之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與4/πd2成正比,所以焦點(diǎn)光斑直徑盡可能的小,以便產(chǎn)生一窄的切縫;因此,鈑金加工行業(yè)為了順應(yīng)國際市場的發(fā)展潮流,加工技術(shù)的轉(zhuǎn)型勢在必得。同時(shí)焦點(diǎn)光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。
激光切割氣體的消耗
激光切割氣體的消耗如圖4和圖5所示。由圖4可以看出,對于δ0.5mm-δ6mm的同一種料厚的板料,單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴噴出氧氣氣體體積隨著使用壓力提高而提高,對于不同料厚的板料.在同一壓力下單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴噴出氣體體積增量與料厚增量的平方成正比。隨著焦點(diǎn)與材料的相對運(yùn)動(dòng),使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫,完成材料的切割。
切割碳鋼使用純氧作為輔助氣體.本激光加工中心可以切割碳鋼板的大厚度可達(dá)8mm.對厚板其切縫為0.3mm。對薄板其切縫可窄至0.2mm左右。
激光切割的應(yīng)用范圍
大多數(shù)有機(jī)與無機(jī)材料都可以用激光切割。在工業(yè)制造系統(tǒng)占有份量很重的金屬加工業(yè),許多金屬材料,不管它是什么樣的硬度,都可以進(jìn)行無變形切割。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。激光切割刺、皺折、精度高,優(yōu)于等離子切割。對許多機(jī)電制造行業(yè)來說,由于微機(jī)程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件,它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用;盡管它加工速度還慢于模沖,但它沒有模具消耗,無須修理模具,還節(jié)約更換模具時(shí)間,從而節(jié)省了加工費(fèi)用,降低了生產(chǎn)成本,所以從總體上考慮是更合算的。12mm的低碳鋼、6mm厚的不銹鋼,以節(jié)省制造模具的成本與周期。