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金屬鈑金新聞

關(guān)于激光加工工藝水平的探討

星之球科技 來(lái)源:梅曼科技2014-08-25 我要評(píng)論(0 )   

提高激光切割機(jī)的切割質(zhì)量,一些企業(yè)都想盡的辦法,也是企業(yè)所最關(guān)心的問(wèn)題。激光切割機(jī)切割質(zhì)量的好壞直接影響到了一家企業(yè)的品牌效應(yīng)與聲譽(yù)。因此其影響不可謂不重。...

               提高激光切割機(jī)的切割質(zhì)量,一些企業(yè)都想盡的辦法,也是企業(yè)所最關(guān)心的問(wèn)題。激光切割機(jī)切割質(zhì)量的好壞直接影響到了一家企業(yè)的品牌效應(yīng)與聲譽(yù)。因此其影響不可謂不重。一般來(lái)說(shuō)切割的速度、焦點(diǎn)的位置、輔助氣體的選擇、輸出功率的大小以及切割材料的特性都會(huì)影響到激光切割機(jī)切割質(zhì)量的好壞。除此之外,我們?cè)谶M(jìn)行切割機(jī)的時(shí)候材料的固定是否牢固也會(huì)影響到切割的質(zhì)量,因?yàn)槿绻懈畈牧瞎潭ǖ牟焕喂叹陀锌赡芤驗(yàn)榍懈顣r(shí)候產(chǎn)生的小幅度的震動(dòng)而導(dǎo)致切割的時(shí)候產(chǎn)生誤差,這也會(huì)影響切割的質(zhì)量。 下面我們可以一條一套的來(lái)分析,以上敘述的幾條對(duì)于切割質(zhì)量的影響有哪些,是如何影響的,也可以為各位企業(yè)用戶一個(gè)可以作為參考的標(biāo)準(zhǔn)。

        1、切割速度 切割速度在功率與材料恒定的情況下,是可以使用公式進(jìn)行換算的,大致上來(lái)說(shuō)是穩(wěn)定不變的,一般在這個(gè)數(shù)值以上的切割速度,我們可以參照為速度同功率形成正比,也就是說(shuō)在穩(wěn)定不變的情況下激光切割機(jī)的功率如果增加那么其切割的速度也會(huì)相應(yīng)的增加。這里所謂的功率我們需要注意并不單單只是指激光切割機(jī)的輸出功率,還包括激光束的模式與聚焦系統(tǒng)的作用,這些都包括在內(nèi)都是可以影響到切割質(zhì)量的。所以才會(huì)出現(xiàn)材料的厚度影響速度的情況,而且兩者之間是反比。那么我們根據(jù)這個(gè)原理在保證我們的其他數(shù)據(jù)都不發(fā)生變化的情況下如何去提高激光切割機(jī)的切割速度呢?其實(shí)答題上來(lái)說(shuō)也就是四條——提高功率、完善激光束的模式、降低聚焦光斑的尺寸、注意切割材料的材質(zhì)問(wèn)題。我們保證的以上的四點(diǎn)那么對(duì)于切割質(zhì)量的提高就會(huì)非常有幫助。我們保持的數(shù)據(jù)的不變那么我們就可以將激光切割機(jī)的切割速度保持在一個(gè)恒定不變的可以令我們滿意的闕值當(dāng)中。不過(guò)我們還是要注意到有可能出現(xiàn)的問(wèn)題,比如因?yàn)樗俣冗^(guò)慢導(dǎo)致的切割碎屑的殘余以及燒邊的現(xiàn)象問(wèn)題等等。

        2、聚焦位置 激光功率的大小直接影響切割速度,所以我們?cè)趯?duì)透鏡的焦長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行選擇的視乎就必須非常的小心敬慎了,激光光束在聚焦之后會(huì)形成光斑,一般情況下這個(gè)光斑與透鏡的焦長(zhǎng)呈正比,一般激光束最后所形成的光斑都很小,而焦點(diǎn)出的功率則會(huì)非常的高。這對(duì)材料的切割時(shí)非常有利的。當(dāng)然了其也是存在缺點(diǎn)的,其的焦深很短同時(shí)調(diào)節(jié)的余度非常小一般情況下只適合高速切割方式適合的薄板材料。而長(zhǎng)焦透鏡因?yàn)橛休^寬的焦深,因此只要有足夠功率那么切割厚材料比較合適。   我們?cè)诖_定了要使用哪種焦長(zhǎng)的透鏡之后,確定好焦點(diǎn)和材料表面的對(duì)應(yīng)位置就變的非常重要了,其直接關(guān)系到切割的質(zhì)量的好壞。焦點(diǎn)處的功率是最高的,而且在大多數(shù)的時(shí)候焦點(diǎn)的位置是處在切割材料的表面或者表面以下一點(diǎn)點(diǎn)的位置。焦點(diǎn)與材料的相對(duì)的位置是否不變時(shí)整個(gè)切割過(guò)程中保證切割質(zhì)量的重要條件。   當(dāng)焦點(diǎn)處于最佳位置時(shí),割縫最小、效率最高,最佳切割速度可獲得最佳切割結(jié)果。

          3、輔助氣體壓力的影響   激光切割機(jī)在進(jìn)行切割的時(shí)候,都是需要使用到輔助氣體的,因此輔助氣體的選擇非常重要,氣體的類型和氣體壓力的控制則是重中之重。一般情況,輔助氣體是與激光束同軸噴出的,輔助氣體的作用是保護(hù)透鏡免受污染并吹走切割區(qū)底部熔渣。對(duì)一些非金屬材料和部分金屬材料來(lái)說(shuō),使用壓縮空氣或惰性氣體作為輔助氣體,可以清除融化和蒸發(fā)材料,并且抑制切割區(qū)過(guò)度的燃燒。   而對(duì)于大多數(shù)金屬來(lái)說(shuō),激光切割則會(huì)使用活性氣體,其形成的氣體與熱金屬發(fā)生氧化放熱反應(yīng),這部分附加的熱量可提高切割速度1/3~1/2。   在使用輔助氣體的時(shí)候,氣體壓力的大小也是個(gè)極為重要的因素。當(dāng)使用激光切割機(jī)高速切割一些薄的材料時(shí)候,一般都需要較高的氣體壓力用以防止切口的背面粘渣。如果材料的厚度增加或者切割的速度放慢了,那么則應(yīng)該降低輔助氣體的氣壓,同時(shí)為了防止塑料切邊霜化,也應(yīng)該以較低氣體壓力切割合適。   實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)輔助氣體為氧氣時(shí),它的純度對(duì)切割質(zhì)量有明顯的影響。氧氣純度降低2%會(huì)降低50%的切割速度,并導(dǎo)致切口質(zhì)量顯著變差。

        4、激光輸出功率的影響   激光功率的大小和模式的好壞都會(huì)對(duì)切割的質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。在我們?nèi)粘5膶?shí)際操作中,常常將功率設(shè)置為最大以獲得較高的切割速度,或是切割較厚的材料。不過(guò)有的時(shí)候光束模式卻更加的重要。而且,當(dāng)我們提高輸出的功率時(shí)候,切割質(zhì)量常隨之稍有變差。因此可以發(fā)現(xiàn),在小于最大功率狀況下焦點(diǎn)處卻能夠獲得最高功率密度,并且獲得最佳切割質(zhì)量。在激光器的工作壽命中,模式是并不一致的。光學(xué)元件的狀況、激光工作混合氣體細(xì)微的變化和流量波動(dòng)的因素,都會(huì)影響到模式。   因此,雖然影響激光切割質(zhì)量的因素較為復(fù)雜,但是切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體壓力和激光功率及模式結(jié)構(gòu)是4個(gè)最為重要的因素。在切割過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)切割質(zhì)量明顯變差的情況,那么就要首先要檢查以上4點(diǎn)因素并及時(shí)加以改善。

       5、材料特性的影響   材料對(duì)于切割質(zhì)量的影響是最大的,主要有下面幾個(gè)因素:   1.材料表面反射率    激光器發(fā)射出的遠(yuǎn)紅外光束對(duì)于非金屬材料有著較好的吸收率對(duì)它吸收較好,但是對(duì)于金屬材料則吸收率較差,特別是一些具有高反光率的金屬,如金、銀、銅和鋁金屬,對(duì)這類材料一般不適宜用激光束,特別是連續(xù)波光束來(lái)切割。對(duì)鋁、銅金屬而言,要形成足夠的起始功率一般需要3kW以上,以獲得穿透效果所需要的初始小孔。   2.材料表面狀態(tài)   材料的表面狀態(tài)直接影響對(duì)光束的吸收率,那些表面粗糙的和表面有氧化層的會(huì)造成表面吸收率的明顯變化。在實(shí)驗(yàn)中,有時(shí)可利用材料表面狀態(tài)對(duì)光束吸收率的影響來(lái)改善材料的切割性能。   

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