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標(biāo)題: 激光切割加工特點(diǎn) [打印本頁(yè)]
作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2018-5-9 12:53
標(biāo)題: 激光切割加工特點(diǎn)
今天朋友加工店的平面激光切割設(shè)備,，做了一批厚板材零件,，結(jié)果全部報(bào)廢。,。,。
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大部分都是切割出來后飛邊切割痕雜質(zhì)太大,，零部件外形完全沒有精度，導(dǎo)致要返工處理,；更多得切割下落料孔還粘付在本體上,，要用手用力得敲才能敲下來；面對(duì)這次質(zhì)量異常,，解決辦法也不是一句話,，兩句話能說清楚,，我去查資料，做了以下匯總：
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首先要知道它得原理：當(dāng)聚焦的激光束照到工件上時(shí),，照射區(qū)域會(huì)急劇升溫以使材料熔化或者氣化,。一旦激光束穿透工件，切割過程就開始了：激光束沿著輪廓線移動(dòng),，同時(shí)將材料熔化,。通常會(huì)用一股噴射氣流將熔融物從切口吹走，在切割部分和板架間留下一條窄縫,，窄縫幾乎與聚焦的激光束等寬,。, @- s Z, `- G. @7 F! t
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火焰切割是切割低碳鋼時(shí)采用的一種標(biāo)準(zhǔn)工藝，采用氧氣作為切割氣體,。氧氣加壓到高達(dá) 6 bar 后吹進(jìn)切口。在那里,，被加熱的金屬與氧氣發(fā)生反應(yīng)：開始燃燒和氧化,。化學(xué)反應(yīng)釋放大量的能量（達(dá)到激光能量的五倍）輔助激光束進(jìn)行切割,。$ I% y+ S( O ?1 J
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" v# M9 I; x, l# o圖1 激光束熔化工件,，切割氣吹走切口中的熔融材料和熔渣
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|- L8 c" m$ x8 D5 }熔化切割是切割金屬時(shí)使用的另一種標(biāo)準(zhǔn)工藝。也可以用于切割其他可熔材料,，例如陶瓷,。
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8 N+ R% u; K7 C 采用氮?dú)饣蛘邭鍤庾鳛榍懈顨猓瑲鈮?2-20 bar 的氣體吹過切口,。氬氣和氮?dú)馐嵌栊詺怏w,，這意味著它們不和切口中的熔化金屬發(fā)生反應(yīng)，僅僅將它們向底部吹走,。同時(shí),，惰性氣體可以保護(hù)切割邊緣不被空氣氧化。
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4 M( d, L- p% h# Q( {6 F1 q壓縮空氣切割
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壓縮空氣同樣可以用來切割薄板,�,？諝饧訅旱� 5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金屬。由于空氣中接近 80% 都是氮?dú)�,，因此壓縮空氣切割基本上屬于熔化切割,。
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' Y1 \& v% C5 M( ]等離子體輔助切割
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% F, v7 l9 L, _4 _ Y V" c* C 如果參數(shù)選擇恰當(dāng)，等離子體輔助熔化切割切口中會(huì)出現(xiàn)等離子體云,。等離子體云由電離的金屬蒸氣和電離的切割氣組成,。等離子體云吸收 CO2 激光的能量并轉(zhuǎn)化進(jìn)工件，使更多的能量耦合到工件,，材料會(huì)更快熔化,，從而使切割速度更快,。因此，這種切割過程也叫高速等離子體切割,。& J: t& C' P. V) a+ |* z
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9 ]% b& p8 L9 q5 r1 {等離子體云事實(shí)上相對(duì)于固體激光是透明的,，因此等離子體輔助熔化切割只能使用 CO2激光。
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氣化切割
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氣化切割將材料蒸發(fā),，盡可能減小了對(duì)周圍材料的熱效應(yīng)影響,。采用連續(xù) CO2 激光加工蒸發(fā)低熱量、高吸收的材料就可以達(dá)到上述效果,，例如薄的塑料薄膜以及木材,、紙、泡沫等不熔化的材料,。
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/ P1 S5 I* o& w7 s0 Y# Q' a 超短脈沖激光使這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于其他材料,。金屬中的自由電子吸收激光并劇烈升溫。激光脈沖不與熔融的粒子和等離子體反應(yīng),，材料直接升華,，沒有時(shí)間將能量以熱量的形式傳給周圍材料。皮秒脈沖燒蝕材料時(shí)沒有明顯的熱效應(yīng),，沒有熔化和毛刺形成,。8 `7 Y* k0 v- k' Z' S
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圖3 氣化切割：激光使材料蒸發(fā)，燃燒,。蒸氣的壓強(qiáng)使熔渣從切口排出
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- g0 C6 G, J1 l參數(shù)：調(diào)整加工過程
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許多參數(shù)影響激光切割過程,，其中一些取決于激光器和機(jī)床的技術(shù)性能，而另一些是變化的,。
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) Q, s. @1 w: |" p# c; g; y9 g- ]: q
. g- K4 s2 a. Y: ?偏振度
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5 k* L: A/ K, ^: ~9 Q' D偏振度表明多少百分比的激光被轉(zhuǎn)換,。典型的偏振度一般在 90% 左右。這對(duì)于高質(zhì)量的切割已經(jīng)足夠了,。
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F4 t. t9 R& K6 ^ d% O1 P) G- @( U焦點(diǎn)直徑
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焦點(diǎn)直徑影響切口寬度,，可以通過改變聚焦鏡的焦距改變焦點(diǎn)直徑。更小的焦點(diǎn)直徑意味著更窄的切口,。
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焦點(diǎn)位置
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/ F9 W0 Y/ o, t2 ~焦點(diǎn)位置決定了工件表面上的光束直徑和功率密度以及切口的形狀,。
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4 q9 H& k3 g6 ^* F: M* Z E1 o圖4 焦點(diǎn)位置：工件內(nèi)部，工件表面和工件上方
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; m6 r$ ?0 p" ]0 O. C激光功率
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激光功率應(yīng)和加工類型,、材料種類和厚度相匹配,。功率必須足夠高以至于工件上的功率密度超出加工閾值。
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圖5 更高的激光功率可以切割更厚的材料
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+ I, U9 |; ^' H* ?: j工作模式
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+ P8 C8 z' \5 s% d連續(xù)模式主要用于切割毫米到厘米尺寸的金屬和塑料的標(biāo)準(zhǔn)輪廓,。而為了熔化穿孔或者產(chǎn)生精密的輪廓,，則采用低頻的脈沖激光。
( u2 s0 }0 Q9 x; `4 @切割速度
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3 } p! y% u6 D2 X: K* C激光功率和切割速度必須互相匹配,。太快或者太慢的切割速度都會(huì)導(dǎo)致粗糙度的增加和毛刺的形成,。
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8 Q! ^/ l/ u; F _" [: l5 r圖6 切割速度隨著板材厚度增加而降低
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' f) K% q2 I5 ~5 l" v* m; p; V噴嘴直徑
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噴嘴的直徑?jīng)Q定了從噴嘴中噴出的氣體流量和氣流形狀,。材料越厚，氣體噴流的直徑也要越大,，相應(yīng)地,，噴嘴口的直徑也要增大。
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2 _! m2 F" z6 x% Z# Q; f; G氣體純度和氣壓
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9 N. m( y9 X0 J8 J9 h3 I7 q氧氣和氮?dú)饨?jīng)常用作切割氣體,。氣體的純度和氣壓影響切割效果,。
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, i7 f5 j6 @/ r$ Z+ ]# V1 K! O! R采用氧氣火焰切割時(shí)，氣體純度需達(dá)到 99.95 %,。鋼板越厚,，采用的氣體氣壓越低。
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采用氮?dú)馊刍懈顣r(shí),，氣體純度需要達(dá)到 99.995 %（理想情況是 99.999 %）,，熔化切割厚鋼板時(shí)需要更高的氣壓。
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技術(shù)參數(shù)表
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在激光切割早期,，使用者必須通過試運(yùn)轉(zhuǎn)自行決定加工參數(shù)的設(shè)置�,，F(xiàn)在，成熟的加工參數(shù)被存儲(chǔ)在切割系統(tǒng)的控制裝置中,。對(duì)于每一種材料類型和厚度，都有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),。技術(shù)參數(shù)表使得即使不熟悉這種技術(shù)的人也能順利操作激光切割設(shè)備,。
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) e2 Y7 D7 \( D$ e$ }激光切割質(zhì)量評(píng)價(jià)因素
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9 c5 D0 _2 b6 k7 C9 ^! S6 k有許多判定激光切割邊緣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。像毛刺形式,、凹陷,、紋路等標(biāo)準(zhǔn)可以用肉眼判定；垂直度,、粗糙度和切口寬度等則需要采用專用儀器來測(cè)量,。材料沉積，腐蝕,，熱影響區(qū)域和變形也是衡量激光切割質(zhì)量的重要因素,。
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圖7 好的切割，壞的切割,。評(píng)價(jià)切割邊緣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)
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作者: yzhflypig 時(shí)間: 2018-5-9 13:08
激光切割本來就沒多大的精度,，你要精度高的就線割�,；蛘咂渌庸し椒�,，你要達(dá)到加工要求首先得明白加工方法能達(dá)到的精度。不是隨便別人說行就行,。
作者: wz5122 時(shí)間: 2018-5-9 14:48
介紹的還蠻全面的,。
作者: reu8598 時(shí)間: 2018-5-9 17:32
蠻全面的,，
作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2018-5-9 17:53
: X) p6 A9 O" M& U2 y4 K# {層主說的在理,，主要是打樣階段,，考慮加工成本，結(jié)果空成了報(bào)廢件,，損失更大了,。, ~8 J0 L& ^7 ~9 q2 J1 U
作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2018-5-9 17:55
) E1 X2 ]' i( `$ E3 ]. k希望能有幫助,。
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作者: 那些年的那些年 時(shí)間: 2018-5-9 20:51
這個(gè)當(dāng)然要試切割了,，尤其是厚板，參數(shù)原理設(shè)備資料都有附帶的吧
作者: shasu 時(shí)間: 2018-5-10 07:34
) I2 I( G: @; ]0 v2 l4 G你切割的材料厚度是多少
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作者: 藍(lán)仁2015 時(shí)間: 2018-5-10 09:20
學(xué)習(xí)了,，謝謝分享
作者: 花山貓兒 時(shí)間: 2018-5-10 15:51
樓主細(xì)心分析總結(jié)，不錯(cuò),，值得學(xué)習(xí)
作者: 七曜神權(quán) 時(shí)間: 2018-5-10 19:43
看上去這板挺厚的了,，如果第一次切最好讓設(shè)備的供應(yīng)商派人來打樣設(shè)置參數(shù)。2 u1 r/ j& |5 o2 i0 r9 ?
現(xiàn)在的平板切割機(jī)好像也是挺成熟的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)了,，大部分都是切割工藝問題,。
; y4 Q3 d. t O5 `+ P% h機(jī)械和電氣的問題比較少。
作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2018-5-10 20:44
七曜神權(quán) 發(fā)表于 2018-5-10 19:432 ~, V9 e0 |$ J$ k2 Z& L
看上去這板挺厚的了,，如果第一次切最好讓設(shè)備的供應(yīng)商派人來打樣設(shè)置參數(shù),。/ F. B- \% v0 O" |: i6 |
現(xiàn)在的平板切割機(jī)好像也是挺成 ...
6 \$ y; d. r/ m: ]/ q說得有道理，也有聯(lián)系過供應(yīng)商尋求幫助,。; q3 L2 q4 R! I+ n4 P
作者: 風(fēng)云笑 時(shí)間: 2018-6-30 17:08
這要看你買的激光的配置了,，你買個(gè)1萬瓦的，看看效果咋樣
作者: 12312348 時(shí)間: 2018-9-18 09:15
總結(jié)的滿全面的,，值得學(xué)習(xí)收藏,，感謝樓主分享！
作者: 杰163 時(shí)間: 2018-12-16 11:32
供應(yīng)商有專門人員給做調(diào)試,，
我準(zhǔn)備要做這一行了
作者: 廿三夜 時(shí)間: 2019-2-13 13:15
這個(gè)主要還是參數(shù)問題5 ]8 F' z( p, Y( e7 e2 K' M2 Q) w
厚板加工之前還是要試切的
作者: 周大少 時(shí)間: 2020-4-25 18:54
介紹的比較詳細(xì),，謝謝了
作者: seener 時(shí)間: 2020-8-26 17:29
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