激光切割機(jī)是一種熱切割技術(shù),除少數(shù)情況可以從板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一個(gè)小孔。之前在激光沖壓復(fù)合機(jī)上是用沖頭先沖出一個(gè)孔,然后再用激光從小孔處開始進(jìn)行切割;或利用高峰值功率的脈沖激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮?dú)庾鳛檩o助氣體,以減少因放熱氧化使孔擴(kuò)展,氣體壓力較切割時(shí)的氧氣壓力小。每個(gè)脈沖激光只產(chǎn)生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時(shí)間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體換成氧氣進(jìn)行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質(zhì)量優(yōu)于爆破穿孔。為此所使用的激光器不但應(yīng)具有較高的輸出功率;更重要的是光束的時(shí)間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應(yīng)激光切割的要求。此外脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時(shí)間的控制。
激光切割技術(shù)的明顯優(yōu)點(diǎn)是:
1.切割速度快 例如采用2kW激光功率,8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min;2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min,熱影響區(qū)小,變形極小。
2.切割質(zhì)量好 切口寬度窄(一般為0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距誤差0.1~0.4mm,輪廓尺寸誤差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般為12.5~25μm),切縫一般不需要再加工即可焊接。
3.從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度不宜制造模具的金屬鈑金件,特別是輪廓形狀復(fù)雜,批量不大,一般厚度小于12mm的低碳鋼、小于6mm厚的不銹鋼,以節(jié)省制造模具的成本與周期。
4.清潔、安全、無污染。
激光切割時(shí)候?yàn)榱双@得高質(zhì)量的切口,從工件靜止時(shí)的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術(shù)應(yīng)加以重視。從理論上講通常可改變加速段的切割條件,如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實(shí)際上由于時(shí)間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實(shí),具體方法是改變脈沖寬度;改變脈沖頻率;同時(shí)改變脈沖寬度和頻率。
1.激光切割低碳鋼時(shí),工件出現(xiàn)毛刺的解決方法:
根據(jù)CO2激光切割的工作和設(shè)計(jì)原理,分析得出以下幾點(diǎn)原因是造成加工件產(chǎn)生毛刺的主要原因:激光焦點(diǎn)的上下位置不正確,需要做焦點(diǎn)位置測(cè)試,根據(jù)焦點(diǎn)的偏移量進(jìn)行調(diào)整;激光的輸出功率不夠,需要檢查激光發(fā)生器的工作是否正常,如果正常,則觀察激光控制按鈕的輸出數(shù)值是否正確,加以調(diào)整;切割的線速度太慢,需要在操作控制時(shí)加大線速度;切割氣體的純度不夠,需要提供高質(zhì)量的切割工作氣體;激光焦點(diǎn)偏移,需要做焦點(diǎn)位置測(cè)試,根據(jù)焦點(diǎn)的偏移量進(jìn)行調(diào)整;機(jī)床運(yùn)行時(shí)間過長出現(xiàn)的不穩(wěn)定性,此時(shí)需要關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)。
2.切割加工小孔(直徑小與板厚)變形情況的分析
這是因?yàn)闄C(jī)床(只針對(duì)大功率激光切割機(jī))在加工小孔時(shí)不是采取爆破穿孔的方式,而是用脈沖穿孔(軟穿刺)的方式,這使得激光能量在一個(gè)很小的區(qū)域過于集中,將非加工區(qū)域也燒焦,造成孔的變形,影響加工質(zhì)量。這時(shí)我們應(yīng)在加工程序中將脈沖穿孔(軟穿刺)方式改為爆破穿孔(普通穿刺)方式,加以解決。而對(duì)于較小功率的激光切割機(jī)則恰好相反,在小孔加工時(shí)應(yīng)采取脈沖穿孔的方式才能取得較好的表面光潔度。
3.激光切割加工不銹鋼和敷鋁鋅板時(shí),工件有毛刺產(chǎn)生的分析
以上情況的出現(xiàn),首先考慮切割低碳鋼時(shí)出現(xiàn)毛刺的因素,但不可簡單地加快切割速度,因?yàn)樵黾铀俣扔袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)板材切割不穿的情況,此種情況在加工敷鋁鋅板時(shí)尤為突出。這時(shí)應(yīng)綜合考慮機(jī)床的其他因素加以解決,如噴嘴是否要更換,導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定等。
4.切割低碳鋼時(shí)出現(xiàn)非正常火花的解決方法
這種情況會(huì)影響零件的切割斷面光潔度加工質(zhì)量。此時(shí)在其他參數(shù)都正常的情況下,應(yīng)考慮以下情況:激光頭噴嘴NOZZEL的損耗,應(yīng)及時(shí)更換噴嘴。在無新噴嘴更換的情況下,應(yīng)加大切割工作氣體壓力;噴嘴與激光頭連接處螺紋松動(dòng)。此時(shí)應(yīng)立即暫停切割,檢查激光頭連接狀態(tài),重新上好螺紋。
激光切割機(jī)是一項(xiàng)先進(jìn)的制造加工技術(shù),不僅可以大大降低研發(fā)周期,模具制造成本,而且提高了質(zhì)量及生產(chǎn)效率,有利于改善制造行業(yè)的技術(shù)及設(shè)備革新。實(shí)際應(yīng)用中,只要我們?cè)诓粩嗟胤e累經(jīng)驗(yàn),不斷地了解和實(shí)踐,就能夠讓這項(xiàng)新技術(shù)為我們的生產(chǎn)力提高發(fā)揮應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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