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激光切割加工程序及注意事项 ' V( m) [8 y1 ?" G
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激光切割可依激光束的照射条件而分为CW加工与脉冲加工,又依素材分为非金属材料切割、金属材料切割。在此只对金属切割作介绍。 z8 ]4 w" }1 v2 g! b
$ M# y7 n9 z+ ] {( ], G (一)加工程序
7 V' s7 a! j& t6 g& i/ A 用激光切割金属是一种有反应作用的加工,在这加工程序中,激光切割首先在工件上钻一个孔,然后沿着预定的路径前进,将气流通常为(O2) 自同轴喷气孔喷出,导至切割点协助燃烧。激光加工使用不同的气体有不同的目的,喷氧气是用来产生散热作用(exothermic reaction) ,并增加切割的速度。喷气亦有防止溅射的材料碰到透镜表面,及作深切时吹掉熔化金属肖渣、冷却工件、缩小热影响区及避免多次切割时再次连接在一起的功能。(切割非金属材料时必须使用钝气) 利用激光切割最大的优点就是在他高速切割时,其刀口非常狭窄且热影响减至最低。! f, ?+ m! s1 X- N; Y: t. B* i
金属类容易切割的材料有 : 钢、钛、镍及部分耐火金属,铝和高度反射性金属(金、银、铜几乎是完全反射) 等较不易切割,必须加上一层涂层以吸收激光能量。激光在飞机工业中切割钛金属特别成功,由于其燃点较低且极易与氧作用,故切割的速度可相当快。
# e) i# l# O7 k 激光切割可取代冲孔、冲胚切片、氧乙炔切割和电浆弧切割。400W至1.5kW的CO2激光应用最广,其次是YAG激光。而材料的厚度、物理特性与激光功率决定切割的速度。
) [) m& v# E6 I9 g2 x (二)激光切断时应注意之事项
& {" B7 i4 F; j L5 d 1. 焦点位置保持法: 激光切断时焦点必须在素材表面上,激光线的照射方向需朝向该面的法线方向,因此在切割立体曲面时,必须利用右图焦点位置保持装置,沿曲面移动焦点位置。
+ q, @- A: |& ~6 q3 k4 E& Z 2. 偏光所致的影响:激光对金属等高反射率材料的切断能力,受激光的偏光特性影响,一般以为入射角 θ不为 π/ 2时吸收率才因偏光而异,在通常的垂直入射不成问题。不过即使是垂直入射激光,大半也以θ接近 π/ 2的值入射。
; `' Q6 S6 c2 O, i( @ 偏光方向控制得宜的话,可用为增高速度的方法,但在一般的金属切割不易使偏光沿进行方向,直线偏光在切割中会发生不均匀,切断断面形状会有些微变形。 - ]) h: ^$ D5 ]/ C% G
3. 加工物的支持法切断加工会发生比被加工物高温的浮渣、溅散物须以补充气体把浮渣喷向工件下方,故工件下方不能被工作台面直接支持,需预先浮起,因加工力不直接施加于被加工物,需要适称的工件支持方可。
* D: Q$ x; C: m W1 o# k& x (三)激光切割的优点
) O9 F; c( V2 U" v8 k4 t4 V8 P ·应用范围广大 ---- 可切割极厚或微薄金属材质 " N3 d- f2 C8 j: k' C: e4 L, Z
·高加工精密度 ---- 可加工复杂的几何图形及字形! ~) w$ Z! y \% j/ A' r
·最佳环境保护 ---- 切割光束点小,材质不易变形
& D3 g) o$ i7 W6 u, M* N1 @- |! L ·材料空间节省 ---- 计算机制图排版,节省材料所占空间5 W9 T, m3 ~! N b9 l4 {0 `9 ?- `3 V
·缩短生产流程 ---- 加工速度快,精密度高
1 G9 v: [; V; F' [: J ·提高作业效率 ---- 无噪音及所产生的震动小 |
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