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切割穿孔技術:任何一種熱切割技術,除少數(shù)情況可以從板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一小孔。早先在激光沖壓復合機上是用沖頭先沖出一孔,然后再用激光從小孔處開始進行切割。對于沒有沖壓裝置的激光切割機有兩種穿孔的基本方法:
爆裂穿孔:(Blast drilling),材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小與板厚有關,爆裂穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對較厚的板爆裂穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用(如石油篩縫管),只能用于廢料上。上述設備除激光打標機外,都可以進行布料裁剪裁片、服裝打樣、商標、貼布繡切割、皮革雕花鉆孔、牛仔噴花、繡花等工藝的作業(yè)。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時相同,飛濺較大。
脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時間的控制。在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質量的切口,從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術應以重視。為進一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾(Laval)噴嘴。從理論上講通??筛淖兗铀俣蔚那懈顥l件:如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。
在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實,具體方法有以下三種:
(1)改變脈沖寬度;
(2)改變脈沖頻率;
(3)同時改變脈沖寬度和頻率。
為進一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾(Laval)噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結果如圖5所示:分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa(或4bar)時切割速度只能達到2.75m/min(碳鋼板厚為2mm)。早先在激光沖壓復合機上是用沖頭先沖出一孔,然后再用激光從小孔處開始進行切割。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。
操作激光切割機的注意事項有以下幾點:
1.遵守一般切割機安全操作規(guī)程。嚴格按照激光器啟動程序啟動激光器,調光,試機。
2.操作者須經(jīng)過培訓,熟悉切割軟件,設備結構、性能,掌握操作系統(tǒng)有關知識。
3.按規(guī)定穿戴好勞動防護用品,在激光束附近必須佩帶符合規(guī)定的防護眼鏡。
4.在未弄清某一材料是否能用激光照射或切割前,不要對其加工,以免產(chǎn)生煙霧和蒸氣的潛在危險。
5.設備開動時操作人員不得擅自離開崗位或托人待管,如的確需要離開時應停機或切斷電源開關。
6.在加工過程中發(fā)現(xiàn)異常時,應立即停機,及時排除故障或上報主管人員。
7.要將滅火器放在隨手可及的地方;不加工時要關掉激光器或光閘;不要在未加防護的激光束附近放置紙張、布或其他物。