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鋼材/模具

金屬激光切割的工藝分析

星之球激光 來(lái)源:激光網(wǎng)2012-03-28 我要評(píng)論(0 )   

激光切割 是利用高 功率 密度的 激光 束掃描過(guò)材料表面,在極短時(shí)間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬(wàn)攝氏度,使材料熔化或氣化,再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走,達(dá)...

  激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過(guò)材料表面,在極短時(shí)間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬(wàn)攝氏度,使材料熔化或氣化,再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走,達(dá)到切割材料的目的。激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時(shí)間,降低加工成本,提高工件質(zhì)量。

  雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對(duì)紅外波能量有很高的反射率,但發(fā)射處于遠(yuǎn)紅外波段10.6um光束的CO2激光器還是成功的應(yīng)用于許多金屬的激光切割實(shí)踐。金屬對(duì)10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%,但是,當(dāng)具有功率密度超過(guò)106w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表面時(shí),卻能在微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)很快使表面開(kāi)始熔化。處于熔融態(tài)的大多數(shù)金屬的吸收率急劇上升,一般可提高60%~80%。

  1、碳鋼激光切割機(jī)加工工藝

  現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)可以切割碳鋼板的最大厚度可達(dá)20MM,利用氧化熔化切割機(jī)制切割碳鋼的切縫可控制在滿意的寬度范圍,對(duì)薄板其切縫可窄至0.1MM左右。

  2、不銹鋼激光切割機(jī)加工工藝

  激光切割對(duì)利用不銹鋼薄板作為主構(gòu)件的制造業(yè)來(lái)說(shuō)是個(gè)有效的加工工具。在嚴(yán)格控制激光切割過(guò)程中的熱輸入措施下,可以限制切邊熱影響區(qū)變得很小,從而很有效的保持此類材料的良好耐腐蝕性。

  3、合金鋼激光切割機(jī)加工工藝

  大多數(shù)合金結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼都能用激光切割方法獲得良好的切邊質(zhì)量。即使是一些高強(qiáng)度材料,只要工藝參數(shù)控制得當(dāng),可獲得平直、無(wú)粘渣切邊。不過(guò),對(duì)于含鎢的高速工具鋼和熱模鋼,激光切割時(shí)會(huì)有熔蝕和粘渣現(xiàn)象發(fā)生。

  4、鋁及合金激光切割機(jī)加工工藝

  鋁切割屬于熔化切割機(jī)制,所用輔助氣體主要用于從切割區(qū)吹走熔融產(chǎn)物,通常可獲得較好的切面質(zhì)量。對(duì)某些鋁合金來(lái)說(shuō),要注意預(yù)防切縫表面晶間微裂縫產(chǎn)生。

  5、銅及合金激光切割機(jī)加工工藝

  純銅(紫銅)由于太高的反射率,基本上不能用CO2激光束切割。黃銅(銅合金)使用較高激光功率,輔助氣體采用空氣或氧,可以對(duì)較薄的板材進(jìn)行切割。

  6、鈦及合金激光切割機(jī)加工工藝

  純鈦能很好耦合聚焦激光束轉(zhuǎn)化的熱能,輔助氣體采用氧時(shí)化學(xué)反應(yīng)激烈,切割速度較快,但易在切邊生成氧化層,不小心還會(huì)引起過(guò)燒。為穩(wěn)妥起見(jiàn),采用空氣作為輔助氣體比較好,以確保切割質(zhì)量。

  飛機(jī)制造業(yè)常用的鈦合金激光切割質(zhì)量較好,雖然切縫底部會(huì)有少許粘渣,但很容易清除。

  7、鎳合金激光切割機(jī)加工工藝

  鎳基合金也稱超級(jí)合金,品種很多。其中大多數(shù)都可實(shí)施氧化熔化切割。

  總結(jié):

  隨著激光產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,相關(guān)的激光技術(shù)與激光產(chǎn)品也日趨成熟。在激光切割機(jī)領(lǐng)域,目前呈現(xiàn)出YAG固體激光切割機(jī)、CO2激光切割機(jī)雙足鼎力,但是光纖激光切割機(jī)已經(jīng)開(kāi)始后來(lái)居上。

 

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