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1、激光切割机工艺手册第一章激光切割办法欧阳歌谷2021.02.011.1激光熔化切割在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的资料喷射出去。由于资料的转移只产生在其液态情况下，所以该经过被称作激光熔化切割。激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的资料离开割缝，而气体本人不参于切割。激光熔化切割能够获得比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把资料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。最年夜切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和资料熔化温度的增加而几乎正比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和资料的热传导率。激光熔化切割对铁制资
2、料和钛金属能够获得无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度，对钢资料来讲，在104W/cm2105W/cm2之间。1.2激光火焰切割激光火焰切割与激光熔化切割的不合之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的互相作用，产生化学反响使资料进一步加热。由于此效应，对一样厚度的构造钢，采取该办法可获得的切割速率比熔化切割要高。另一方面，该办法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边沿质量。激光火焰切割在加工精细模型和尖角时是欠好的有烧失落尖角的危险。能够使用脉冲形式的激光来限制热影响。所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一
3、定的情况下，限制因数就是氧气的供给和资料的热传导率。1.3激光气化切割在激光气化切割经过中，资料在割缝处产生气化，此情况下需要很是高的激光功率。为了避免资料蒸气冷凝到割缝壁上，资料的厚度一定不要年夜年夜超出激光光束的直径。该加工因此只合适于应用在必须避免有熔化资料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。该加工不克不及用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因此不太可能让资料蒸气再凝结的资料。另外，这些资料通常要到达更厚的切口。在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于资料厚度和光束质量。激光功率和气化热对最优焦点位置是有一定的影响。在板材厚度一定的情况下，最年夜切割速度正比于资料的
4、气化温度。所需的激光功率密度要年夜于108W/cm2，并且取决于资料、切割深度和光束焦点位置。在板材厚度一定的情况下，假设有足够的激光功率，最年夜切割速度遭到气体射流速度的限制。第二章加工经过“加工经过指激光光束、加工气体和工件之间的互相作用。2.1切割经过该经过产生的区域是切割之前。作用在该切割之前的激光必须加热工件到把资料熔化和气化所需的温度。切割平面由一个几乎垂直的平面组成，该平面被吸收的激光辐射加热并熔化。在激光火焰切割中，该熔化区被进入割缝的氧气流进一步加热，到达接近沸点的温度。产生的气化把资料移走。同时，借助于加工气体，液化资料从工件下部排出。在激光熔化切割中，液化资料随气体排出，
5、该气体也呵护割缝以防氧化。连续的熔化区沿着切割标的目的逐步滑移。因此获得一条连续割缝。激光切割经过的很多重要活动产生在该区域。对这些活动的阐发能够获得激光切割的重要信息。这样，就能够计算切割速度并解释牵引线特性的构成。2.2资料特性在工件上进行切割活动的结果可能是整洁的切口，或者相反，边沿粗糙或过烧。影响切割质量最重要的因数是：合金成分资料的微观构造概略质量概略粗糙度概略处理光束反射热传导率熔点热熔解气化温度合金成分合金成分在一定水平上影响着资料的强度、比重、可焊接性、抗氧化能力和酸性。铁合金资料中的一些重要元素有：碳、铬、镍、镁和锌。碳含量越高，资料越难切临界值以为是含碳0.8。下面型号碳钢
6、用激光切割效果是很好的：St372，StW22，DIN1.203。资料的基本微观构造一般来讲，组成资料的颗粒越细，切割边沿的质量越好。概略质量和粗糙度假如概略有生锈区域或氧化层，那么切割的轮廓将不规则并呈现很多破损点。假如要切割波纹板，就选择最年夜厚度切割参数。概略处理最经常使用的概略处理有镀锌、聚焦镀锌、涂漆、阳极电镀或笼盖分层塑料胶片。用锌处理过的板材易于在边沿呈现挂渣。对涂漆的板材，切割质量依靠于所涂产品成分的组成。怎样进行涂漆资料的加工：第一趟选择一组功率小雕镂的用于对处理概略作预烧打标的参数。第二趟选择一组用于资料切割的参数。有分层资料涂层的板材很是合适激光切割。为了使电容式探测无故
7、障工作，让分层涂层获得最优粘合，避免产生浮泡，分层边必须总是在切割工件的上部。光束反射光束在工件概略怎样反射取决于基本资料、概略粗糙度和处理。一些铝合金、铜、黄铜和不锈钢板材具有高反射率的特点。切割这些资料时，要十分注意调节好焦点位置。热传导率焊接时，低热传导率的资料，和高热传导率的资料相比，需要更小的功率。比方，对铬镍合金钢，所需的功率要小于构造钢的，对加工产生的热的吸收也更少。另一方面，比方铜、铝和黄铜这些资料散失失落一年夜部分通过吸收激光产生的热。由于热从光束目的点处传导开了，所以热影响区的资料更难熔化了。热影响区激光火焰切割和激光熔化切割会招致切割资料边沿区域产生资料变异。关于热影响区
8、域的规模与基本资料和资料厚度的之间关系，下表列出了一些参考数值。当加工低碳钢或无氧钢时，热影响区的淬火减少了。对高碳钢比方Ck60，会呈现边沿区域变硬的现象。对硬轧铝合金，热影响区甚至会比其余部分略微软一些。2.3不合资料的可加工性构造钢该资料用氧气切割时会获得较好的结果。使用CW形式激光。当加工很是小的曲线控制系统修改良给速率时，它通过调节使激光功率和轴进给速率相适应。当用氧气作为加工气体时，切割边沿会稍微氧化。对厚度达4mm的板材，能够用氮气作为加工气体进行高压切割。这种情况下，切割边沿不会被氧化。庞杂轮廓和小孔直径小于资料厚度应该用脉冲形式切割。这样能够避免切失落尖角。碳含量越高，切割边
9、沿越易淬火，拐角越易过烧。合金含量高的板材比低的更难切割。氧化或喷砂处理过的概略会获得更差的切割质量。板材概略的余热对切割结果有负面影响。厚度在10mm以上的板材，对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件概略涂油能够获得较好的效果。油膜减少熔渣粘到概略并极年夜地帮助切割。油膜不影响切割活动的效果。为了消除张力，只切割经二次处理过的钢板。沸腾条件下熔化钢铁中的不纯成分实际上对切割结果有很年夜影响。为了切割概略干净的构造钢，须遵循下面提示：Si0.04：首选，激光加工很好Si0.25：不合适激光切割，可能会获得更差的或不一致的结果。注意：对到达St52的钢铁，按照DIN标准的容许量为Si0.55。该
10、指标对激光加工来讲太不准确了。不锈钢切割不锈钢需要：使用氧气，在边沿氧化没关系的情况下。使用氮气以获得无氧化无毛刺的边沿，就不需要再作处理了。用可能获得的高激光功率，同时采取高压氮气，比用氧气可能会获得相当的或更高的切割速度。为了用氮气切4mm以上的不锈钢，并且无毛刺，调节焦点位置是需要的。重新设焦点位置并降低速度，就可能获得干净的切口，虽然无法避免小毛刺。在板材概略涂层油膜会获得更好的穿孔效果，而不降低加工质量。对不锈钢，请选择：氧气切割：对5mm以上的厚板材，降低进给速度，激光采取脉冲形式。对穿孔和切割采取同样的喷嘴高度。铝铝及其合金更适宜用连续形式切割。尽管有高反射率和热传导性，厚度6m
11、m下面的铝材能够切割，这取决于合金类型和激光器能力。铝能够用氧切割或高压氮切割：当用氧切割时，切割概略粗糙而坚硬。只产生一燃烧焰，但却难以消除。用氮气时，切割概略平滑。当加工3mm下面的板材时，通过最优调整后能够获得事实上无毛刺的切口。对更厚的板材，会产生难以去除的毛刺。纯铝由于其高纯很是难切割。合金含量越高，资料越易切割。建议：只要在系统上装置有“反射吸收装置的时候才干切割铝材。不然反射会毁坏光学组件。钛钛板材用氩气和氮气作为加工气体来切割。其它参数能够参考镍铬钢。铜和黄铜两种资料都具有高反射率和很是好的热传导性。厚度1mm下面的黄铜能够用氮气切割。厚度2mm下面的铜能够切割，加工气体必须用
12、氧气。建议：只要在系统上装置有“反射吸收装置的时候才干切割铜和黄铜。不然反射会毁坏光学组件。合成资料危险：切割合成资料时要谨记切割的危险和可能排放的危险物质。可加工的合成资料有：热塑性塑料、热硬化资料和人造橡胶。用激光切割机来加工PVC或聚乙烯是不成的，由于释放的气体是有毒的。对这两种资料，最好使用水压切割。丙烯酸玻璃能够用激光切割。氮气用作加工气体，气压必须低于0.5bar。这样能够获得平滑的切割概略。有机物危险：在所有有机物切割中都存在着着火的危险用氮气作为加工气体，可以以用压缩空气作为加工气体。木材、皮革、纸板和纸能够用激光切割。切割边沿会烧焦褐色。进给速度越高，碳化越少。当加工胶合板时
13、，不成能包管会有干净的切口，由于每层胶根据其类型和种类而成分不合。其它资料有关您感兴趣的其它资料的信息能够从我公司的用户工程办事部分获得。资料的可切割厚度生产值mm最年夜能够切割的厚度只在最优的机床和参数调整的情况下才有可能最年夜值mm2.4激光脉冲形式形式暗示符号应用例子连续形式CW高压切割普通切割高压切割构造钢用O2铝用N2不锈钢用N2恒定功率切可获得相对精细的切割。门脉冲GP穿孔细小轮廓以构造钢为例：轮廓上的小孔小孔直径为资料厚度的一半细轮廓超脉冲SP穿孔高反射率的资料铜用N2不锈钢用O2耐热的碳钢用O2增加激光功率用100CW超脉冲Inox铝合金用N2。超强脉冲HP穿孔穿孔时，效果和增加频率获得的相对：厚板的快速穿孔，有少量碎屑锌钢用O22.5气体参数气体参数包含：气体类型气压喷嘴直径和几何构造气压和喷嘴几何构造决定了边沿粗糙度和毛刺的生成。加工气体消耗取决于喷嘴直径和气压。关于加工气体的更多信息在“维修调养手册气体控制章节里。切割气压在5bar下面为高压，达20bar为高压。经常使用的切割喷嘴为锥体状的圆形口。坚持喷嘴和工件概略之间的间距尽可能的小是需要的。距离越小，有效冲击割缝壁的气体质量就越高。经常使用0.5到1.5之间的间距。第三章激光加工3.1穿孔穿孔的参数值不合于切割的参数值。连续形式穿孔优点：快速穿孔。