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钣金加工中的激光切割工艺是怎样的呢

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钣金加工中的激光切割工艺是怎样的呢

发布日期:2020-07-20 作者: 点击:

钣金加工与传统的板材加工方法相比,激光切割加工其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高切割速度、高柔性 、广泛的材料适应性等优点。

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。采用性能优越的进口伺服电机和传动导向结构实现在高速状态下良好的运动精度。
首先,激光能聚焦成极小的光斑,可进行微细和精密加工,如微细窄缝和微型孔的加工。其次,激光几乎可以切割所有材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。最后,激光加工不需用刀具,属于非接触加工,无机械加工变形。

精密钣金加工

一、激光切割方式

1、激光熔化切割
(1)激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
(2)激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,气体本身不参与切割。
(3)激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
(4)最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度增加和材料熔化温度增加而成反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因素是割缝处的气压和材料的热传导率。
(5)激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。对于钢材料来说,会产生熔化但不到气化的激光功率密度,激光功率密度在104W/cm2~105W/cm2之间。
2、激光火焰切割
激光火焰切割与激光熔化切割不同之处在于其使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后金属之间的相互作用,发生化学反应使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比切口质量更差。实际上生成了更宽的割缝、明显的粗糙度、增加热影响区区域和更差的边缘质量。
(1)激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是有缺陷的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式激光限制热影响区。

(2)所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因素是氧气的供应和材料的热传导率。

钣金加工材料

3、激光气化切割

激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料厚度一定不要大大超过激光光束直径,该加工因而只适合用在没有熔化材料排出的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。

该加工不能用于木材和某些陶瓷,这些材料通常要达到更厚的切口。

(1)激光气化切割中,最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。

(2)激光功率和气化热对最优焦点位置有一定的影响。

(3)板材厚度一定的情况下,最大切割速度反比于材料气化温度。

(4)所需激光功率密度大于108W/cm2,取决于材料、切割深度和光束焦点位置。

(5)板材厚度一定的情况下。假设有足够的激光功率,最大切割速度受到气体射流速度限制。

激光切割

二、激光切割过程
在进行切割之前,激光必须将工件加热到材料熔化和气化所需的温度。
切割平面由一个几乎垂直的平面组成,该平面吸收激光辐射加热并熔化。在激光火焰切割中,进入割缝的氧气流进一步加热熔化区,达到接近沸点温度,产生的气化把材料移走。同时借助加热气体,液化材料从工件下部排出。
激光熔化切割中,液化材料随气体排出,该气体保护割缝以防氧化。连续的熔化区沿着切割方向逐渐滑移,因而得到一条连续割缝。激光切割过程许多重要活动发生在该区域,对这些活动的分析可以得到激光切割的重要信息,可以计算切割速度并解释牵引线特性的形成。
因此,具有高效、高能量及高柔软性的激光切割技术,无论是从精度、速度还是效率方面说,都是钣金加工行业不二的选择。一些传统难切割或者切割质量不高的板材,遇到激光切割后,难题可谓迎刃而解,特别是一些碳钢板的加工,激光切割更是有着不可撼动的地位。

本文网址:http://www.gzrxskbj.com/news/412.html

关键词:精密钣金加工,钣金加工材料,激光切割

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