ShiGao Mechanical Equipment
又是新的一周,小編繼續(xù)給大家分享宿遷激光切割的相關(guān)知識,今天小編給大家分享的是宿遷激光切割的切割工藝
1、汽化切割:
在高功率密度激光束的加熱下,材料表面溫度升至沸點溫度的速度是如此之快,足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和某些塑料就是通過這種汽化切割方法切割成形的。
汽化切割過程中,蒸汽隨身帶走熔化質(zhì)點和沖刷碎屑,形成孔洞。汽化過程中,大約40%的材料化作蒸汽消失,而有60%的材料是以熔滴的形式被氣流驅(qū)除的。
2、熔化切割:
當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后,光束照射點處材料內(nèi)部開始蒸發(fā),形成孔洞。一旦這種小孔形成,它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍,然后,與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動,小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射,熔化材料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹走。
3、氧化熔化
熔化切割一般使用惰性氣體,如果代之以氧氣或其它活性氣體,材料在激光束的照射下被點燃,與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源,稱為氧化熔化切割。具體描述如下:
⑴材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點溫度,隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng),放出大量熱量。在此熱量作用下,材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔,而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。
⑵燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度,同時氧氣擴(kuò)散通過熔渣到達(dá)點火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高,燃燒化學(xué)反應(yīng)和去除熔渣的速度也越快。當(dāng)然,氧氣流速不是越高越好,因為流速過快會導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻,這對切割質(zhì)量也是不利的。
⑶顯然,氧化熔化切割過程存在著兩個熱源,即激光照射能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計,切割鋼時,氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。
很明顯,與惰性氣體比較,使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。
⑷在擁有兩個熱源的氧化熔化切割過程中,如果氧的燃燒速度高于激光束的移動速度,割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動的速度比氧的燃燒速度快,則所得切縫狹而光滑。
4、控制斷裂
對于容易受熱破壞的脆性材料,通過激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷,稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是:激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域,引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形,導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
要注意的是,這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功。控制斷裂切割速度快,不需要太高的功率,否則會引起工件表面熔化,破壞切縫邊緣。其主要控制參數(shù)是激光功率和光斑尺寸大小。
5、切割程序
(1)交點位置的檢出。激光切割前需先根據(jù)材質(zhì)調(diào)整光束焦點在工件上的位置,由于激光束,特別是CO2氣體激光,一般肉眼看不到,可采用楔形丙烯塊檢測出焦點位置,然后調(diào)節(jié)割炬的高度,使焦點處于設(shè)定位置。
(2)穿孔操作要點。世紀(jì)切割加工時,有的零件從板材的內(nèi)部開始切割,這就要先在板材上打孔。一種方法是采用連續(xù)激光,在薄板上穿孔,可以用正常的輔助氣體壓力,光束照射0.2~1s就能貫穿工件,然后即可轉(zhuǎn)入切割。當(dāng)工件厚度較大(如板厚為2~4mm)時,采用正常的氣體壓力穿孔,在工件表面上會形成尺寸比較大的溶坑。不但影響切割質(zhì)量,而且熔融物質(zhì)濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時宜適當(dāng)增大輔助氣體的壓力,同事略微增大噴嘴的孔徑與工件的距離。這種方法的缺點是氣體流量增加并使切割速度降低。
(3)防止工件銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔。用連續(xù)激光切割帶有銳角零件時,如切割參數(shù)匹配或操作不當(dāng),在銳角的轉(zhuǎn)折處很容易發(fā)生自燒熔,不能形成轉(zhuǎn)角處的尖角。這不僅使該部位的質(zhì)量變差,而且還會影響隨后的切割。解決這一問題的方法是選擇適宜的切割參數(shù),而采用脈沖激光切割時不存在銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔問題。
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