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      濟南金維激光設備有限公司

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    新聞動態/ NEWS CENTER

    激光切割機的特性分析

    一、激光切割機的類型

    激光切割機的工業應用最早始于20世紀70年代初,最初是用在硬木板上切非穿透槽、嵌刀片、制造沖剪紙箱板的模具。隨著激光器件和加工技術的進步,其應用領域逐步延伸到各種金屬和非金屬板材的切割,應用規模也迅速擴大。激光切割機所占材料激光加工的比例超過了50%。從材料方面來看,激光能切割的有塑料、木材、紙張、橡膠、皮革、纖維以及復合材料等。

    聚焦透鏡將激光聚焦至一個很小的光斑,光斑的直徑一般為0.1~0.5mm。光斑位于待加工表面附近,用以熔化或汽化被切材料。與此同時,與光束同軸線的氣流由切割頭噴出,將熔化或汽化了的材料由切口的底部吹出。隨著激光切割頭與被切材料的相對運動,從而生成切口。如果吹出的氣體和被切材料產生放熱反應,則此反應將提供切割所需的附加能源。氣流還有冷卻已切割表面、減少熱影響區和保證聚焦透鏡不受污染的作用。

    根據工件的熱物理特性和輔助氣體的性狀,激光切割機主要有以下幾種類型:

    (1)激光熔化切割。利用激光加熱工件使之熔化,同時借助非氧化性輔助氣體排除熔融物質,形成割縫。

    2)激光汽化切割。當高功率密度的激光照射到工件表面時,材料在極短的時間內被加熱到汽化點,并以氣體或者被氣體沖擊后以液態、固態微粒形態遺出,形成割縫。激光燃燒切割。利用激光熱能將工件加熱到燃點,利用輔助氣體使材科燃繞,并排除燃燒產物,形成割縫,類似氧氣切割過程。

    (4)激光燒蝕。利用激光斑點的高溫和光化學作用在脆性材料上燒刻小播,然后施加一定的外力使材料沿槽口斷開。

    二、激光切割機的特性

    一般激光切割機的特性主要包括:

    1.與其他常規加工方法相比,激光切割機具有更大的適應性和靈活性與下列其他熱切割方法相比,同樣作為熱切割過程,其他熱切割方法不能像激光束那樣作用于一個極小的區域,從而導致切口寬、熱影響區大和明顯的工件變形。激光能夠切割非金屬材料,這是其他切割方法不能做到的。

    (1)-可燃體(如乙快)切割。這種方法主要用于切割低碳鋼,由于它熱影響區大,切割速度低,很少被用來切割20mm以下要求尺寸精確的材料。

    (2)等離子切割。切割速度明顯快于氧-乙快切割,但切割質量較差,切邊頂部呈圓頭狀,切邊明顯起波浪形,還要防止電弧產生的紫外線輻射。它稍優于激光切割之處在于適合切割較厚鋼板和對光束反射率高的鋁合金等。

    3)模沖。大批量生產的零件用模沖方法成本低,生產周期短。但它對設計上的變化適應性很差,新的模具需要長時間設計,造價高,對中、小規模的生產來說激光切割的特點就會充分顯示。另外,激光程控切割便于工件緊密編排,節省材料,而模沖則需要每個工件周圍預留材料。

    (4)沖切。復雜零件要分段沖切,一般情況下,沖床經常要沖切比模具尺十大得多的工件,有些工件還很復雜,這就導致切邊呈許多小貝殼狀刃口,需要第二次預備性加工修整。另外沖頭會形成比激光切割寬得多的切口,產生大量鐵屑。

    (5)鋸切。切割薄金屬,其速度明顯比激光切割慢,而且激光作為一個靈活的無接觸、仿形切割工具,可從材料的任何一點開始向任何方向切割。這一點是鋸切難以做到的。

    (6)電加工,分為利用電腐蝕或溶解效應的電火花加工和電化學加工兩種方法,用于堅硬材料的精細加工,切口粗糙度較好,但切割速度要比激光切割機速度慢幾個數量級。

    (7)水切割??汕懈钤S多金屬材料,但費用昂貴。

    2.激光切割機的切縫窄,工件變形小

    激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達到很高的功率密度。這時光束輸人的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分,材料很快加熱至汽化程度,蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小,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。鋼切割時利用氧作為輔助氣體與熔融金屬

    產生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,切割棉、紙等易燃材料使用惰性氣體。進入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片并導致鏡片過熱。

    大多數有機材料與無機材料都可以用激光切割。在機械制造領域占有分量很重的金屬加工業,對于大多數金屬材料,不管它是什么樣的硬度,都可以進行無變形切割。當然,對高射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們雖然也是好的傳熱導體,但由于高反射率,激光切割很困難,甚至不能切割。激光切割無毛刺,無謂皺,精度高,優于等離子切割。對許多機電制造行業來說,由于微機程序控制的現代激光切割系統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,還節約更換模具時間,從而節省了加工費用,降低了生產成本,所以從總體上考慮是更合算的。

    3.激光切割是一種高能量、密度可控性好的無接觸加工

    激光束聚焦應用于切割有許多特點如下:

    (1)激光光能轉換成驚人的熱能保持在極小的區域內,有利于直邊割縫狹窄、鄰近切邊的熱影響區最小,局部變形極小。

    (2)激光束對工件不施加任何力,它是無接觸切割工具,因此不存在工件機械變形,刀具磨損和轉換問題,而且無須考慮切割材料的硬度,即激光切割能力不受被切材料的硬度影響,任何硬度的材料都可以切割。

    (3)激光束可控性強,并有高的適應性和柔性,因而與自動化設備相結合很方便,容易實現切割過程自動化。此外,由于不存在對切割工件的限制,激光束具有無限的仿形切割能力。且與計算機結合,可整張板排料,節省材料

    4.激光切割屬于綠色制造加工

    激光切割噪聲低,振動小,對環境基本無污染。

     

     

    公司堅持質量第一方針,按照國標標準質量管理體系,不斷探索!不斷創新??!

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