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浅谈激光切割机的切割与穿孔

2019-05-25 18:21:09??????点击:
  任何热切割技术,除了少数情况下可以从板材边缘开始,一般都需要在板材上开一个小孔。激光切割机将从激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件达到熔点或沸点,同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。以前,在激光冲压复合机中,用冲头打出一个孔,然后用激光在小孔上开始切割。对于没有冲压装置的激光切割机,有两种基本的打孔方法:

  喷射打孔-用连续的激光照射材料,在中心形成一个凹坑,然后通过与激光束同轴的氧气流将熔融的材料迅速除去,形成一个孔。一般孔的大小与板材的厚度有关,爆破穿孔的平均直径为板材厚度的一半,因此较厚板的爆破穿孔直径较大且不圆,不适合用于加工精度较高的零件,只能在废料上使用。(2)普通孔的大小与板厚有关,一般孔的大小与板厚有关,炮孔的平均直径是板厚的一半,较厚板的炮孔直径较大,不是圆形的,不适合加工精度较高的零件,只能在废料上使用。此外,由于射孔所使用的氧气压力与切割时所使用的氧气压力相同,因此飞溅较大。
  脉冲穿孔-使用高峰值功率脉冲激光熔化或蒸发少量材料,通常使用空气或氮气作为辅助气体,以减少由于放热氧化而引起的气孔扩张,切割时的气体压力低于氧气压力。光纤激光切割机利用光纤激光发生器作为光源的激光切割机。光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束,并聚集在工件表面上,使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化,通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。每一次脉冲激光只产生一个小颗粒注入,逐渐加深,因此厚板的穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,就马上用氧气代替辅助气体进行切割。这样,射孔直径小,射孔质量优于爆破射孔。为此,所使用的激光器不仅要有较高的输出功率,而且要有光束的时空特性,一般的横流CO2激光器不能满足激光切割的要求。另外,为了实现脉冲射孔的气体类型转换、气体压力和射孔时间的控制,还需要有一套可靠的脉冲射孔气路控制系统。
  在脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,应注意从静态脉冲穿孔向工件恒速连续切削的过渡技术。光纤激光切割机利用光纤激光发生器作为光源的激光切割机。光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束,并聚集在工件表面上,使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化,通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。从理论上讲,加速段的切割条件可以改变,如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但在实际应用中,由于时间较短,不可能改变上述条件。在工业生产中,改变平均激光功率比较现实,具体的方法是改变脉冲宽度,改变脉冲频率,同时改变脉冲宽度和频率。实际应用结果表明,第三种效果最好。
  

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