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激光技術(shù)

激光切割

星之球科技 來源:迪能2013-09-19 我要評(píng)論(0 )   

激光是一種光,與自然界其它發(fā)光體一樣,是由原子(分子或離子等)躍遷產(chǎn)生的,而且是自發(fā)輻射引起的。 激光雖然是光,但它與普通光明顯不同是激光僅在最初極短的時(shí)間內(nèi)依...

  簡(jiǎn)介

 

  激光切割:我們可以理解為是邊緣的分離。對(duì)這樣的加工目的,我們應(yīng)該先在CORELDRAW、AUTOCAD里將圖形做成矢量線條的形式,氣動(dòng)打標(biāo)機(jī),然后存為相應(yīng)的PLT、DXF格式,用激光切割機(jī)操作軟件打開該文件,根據(jù)我們所加工的材料進(jìn)行能量和速度等參數(shù)的設(shè)置再運(yùn)行即可。激光切割機(jī)在接到計(jì)算機(jī)的指令后會(huì)根據(jù)軟件產(chǎn)生的飛行路線進(jìn)行自動(dòng)切割。如:現(xiàn)有激光切割機(jī),可以根據(jù)電腦繪制好的模板,然后直接輸入電腦,自動(dòng)切割圖形。現(xiàn)有的激光切割機(jī)一般都有自己的硬盤,可輸入海量數(shù)據(jù)源。

 

分類

 

激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。

 

1)激光汽化切割

 

利用高能量密度的激光束加熱工件,使溫度迅速上升,在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn),材料開始汽化,形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大,在蒸氣噴出的同時(shí),在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光汽化切割時(shí)需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

 

2)激光熔化切割

 

激光熔化切割時(shí),用激光加熱使金屬材料熔化,然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強(qiáng)大壓力使液態(tài)金屬排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割,如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。

 

3)激光氧氣切割

 

激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割。它是用激光作為預(yù)熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與 切割金屬作用,發(fā)生氧化反應(yīng),放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出,在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的 熱,所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光汽化切割和熔化切割。

激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

 

4)激光劃片與控制斷裂

 

激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會(huì)沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器。

控制斷裂是利用激光刻槽時(shí)所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力,使材料沿小槽斷開。

 

特點(diǎn)

 

激光切割與其他熱切割方法相比較,總的特點(diǎn)是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個(gè)方面。

 

⑴ 切割質(zhì)量好

 

由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。

① 激光切割切口細(xì)窄,切縫兩邊平行并且與表面垂直,切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm。

② 切割表面光潔美觀,表面粗糙度只有幾十微米,甚至激光切割可以作為最后一道工序,無需機(jī)械加工,零部件可直接使用。

③ 材料經(jīng)過激光切割后,熱影響區(qū)寬度很小,切縫附近材料的性能也幾乎不受影響,并且工件變形小,切割精度高,切縫的幾何形狀好,切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長(zhǎng)方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表1,切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。

 

⑵ 切割效率高

 

由于激光的傳輸特性,激光切割機(jī)上一般配有多臺(tái)數(shù)控工作臺(tái),整個(gè)切割過程可以全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。操作時(shí),只需改變數(shù)控程序,就可適用不同形狀零件的切割,既可進(jìn)行二維切割,又可實(shí)現(xiàn)三維切割。

 

⑶ 切割速度快

 

用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板,切割速度可達(dá)600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板,切割速度可達(dá)1200cm/min。材料在激光切割時(shí)不需要裝夾固定,既可節(jié)省工裝夾具,又節(jié)省了上、下料的輔助時(shí)間。

 

⑷ 非接觸式切割

 

激光切割時(shí)割炬與工件無接觸,不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件,不需要更換“刀具”,只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低,振動(dòng)小,無污染。

 

⑸ 切割材料的種類多

 

與氧乙炔切割和等離子切割比較,激光切割材料的種類多,包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。但是對(duì)于不同的材料,由于自身的熱物理性能及對(duì)激光的吸收率不同,表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。

 

⑹ 缺點(diǎn)

 

激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且隨著工件厚度的增加,切割速度明顯下降。

激光切割設(shè)備費(fèi)用高,一次性投資大。

 

 

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