激光切割是将从激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件达到熔点或沸点,同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。
对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝。而毛刺会直接影响被加工工件的尺寸精度、形位精度和表面江苏久数控机床有限公司粗糙度。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上; 6mm的碳钢,焦点在表面之上; 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:
(1)打印法:使切割部件从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径小处为焦点。
(2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的小处为焦点。
(3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割部件从上往下运动,直至蓝色火花大处为焦点。
切割穿孔技术: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小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,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:
脉冲穿孔:(Pulse drilling)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,其穿孔质量优于爆裂穿孔。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,具体方法有以下三种:(1)改变脉冲宽度。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率;更重要的时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。
金属激光切割机设备除尘的方法
1、干式处理方式(干式切割)
干式切割是为金属切割机的工作平台增加一套捕集装置,并把捕集到的直接输送到过滤净化设备,统一过滤处理达标后再予以排放。切割产生的基本上形成于工件切口的下方,因此抽气式负压切割平台成为了目前常见的捕集装置。为了节省设备投资和提高抽风效率,即以较小的吸风量达到较高的采集量——只对正处于切割过程中的区域进行吸尘处理,因此切割平台沿切割机主导轨方向会被分割成(均匀的)密闭小区域,旁侧开有出风口。为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(Laval)喷嘴。吸风口的工作形式有侧吸式移动吸风口及吸尘室侧壁阀门式吸风口之分。其中,前者因结构简单、工作可靠及除尘效果较好而被普遍采用。
2、湿式处理方式(湿式切割)
湿式切割就是制作一个水床切割平台,把工件放置在水中或水面,然后在水下或紧贴水面的地方完成切割作业,用水来处理切割过程中产生的,从而达到净化环境的目的。
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