激光切割是利用高能量密度的激光束作为“切割工具”对材料进行热切割的一种材料加工方式,是激光加工行业中最重要的一项应用技术。1971年用CO2激光切割包装用夹板,首次开辟了激光切割在工业领域中的应用。随着激光切割设备的不断更新和切割工艺的日益先进,激光切割技术可实现各种金属,非金属板材及众多复杂零件的切割,在汽车工业,航空航天,国防等领域获得了广泛应用。
在激光束能量作用下,材料表面被迅速加热到几千至上万度而熔化或气化,随着气化物逸出和熔融物体被辅助高压气体吹走,达到切割材料的目的。脉冲激光适用于金属材料,连续激光适用于非金属材料。
激光切割可分为:激光气化切割,激光熔化切割,激光氧化切割和激光划片与控制断裂四类。
(1)激光气化切割:利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始气化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的气化热很大,所以激光气化切割时需要很大的功率和功率密度。激光气化切割多用于极薄金属材料和非金属材料的切割。
(2)激光熔化切割:激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴吹非氧化性气体,依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全气化,所需能量只有气化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢,钛,铝及其合金等。
(3)激光氧化切割:原理类似于氧-乙炔切割。是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体与切割金属发生作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧化切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光气化切割和熔化切割。激光氧化切割主要用于碳
度;12mm的低碳钢、;6mm厚的不锈钢,以节省制造模具的成本与周期。已采用的典型产品有:自动电梯结构件、升降电梯面板、机床及粮食机械外罩、各种电气柜、开关柜、纺织机械零件、工程机械结构件、大电机硅钢片等。
第二类:装饰、广告、服务行业用的不锈钢(一般厚度3mm)或非金属材料(一般厚度20mm)的图案、标记、字体等。如艺术照相册的图案,公司、单位、宾馆、商场的标记,车站、码头、公共场所的中英文字体。
第三类:要求均匀切缝的特殊零件。最广泛应用的典型零件是包装印刷行业用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为0.7~0.8mm的槽,然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上,切下各种已印刷好图形的包装盒。国内近几年来应用的一个新领域是石油筛缝管。为了挡住泥沙进入抽油泵,在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出0.3mm宽的均匀切缝,起割穿孔处小孔直径不能大于0.3mm,切割技术难度大,已有不少单位投入生产。
基模又称为高斯模,是切割最理想的模式,主要出现在功率小于1kw的激光器。
激光切割所需要的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。气化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧气切割最小。激光功率对切割厚度、切割速度和切口宽度等有很大影响。一般激光功率增大,所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口宽度也有所加大。
离焦量对切口宽度和切割深度影响较大。一般选择焦点位于材料表面下方约1/3板厚处,切割深度最大,切口宽度最小。
切割较厚板时,应采用焦点深度大的光束,以获得垂直度较好的切割面。但焦点深度大,光斑直径也增大,功率密度随之减小,使切割速度降低。若要保持一定的切割速度,则需要增大激光的功率;切割薄板宜采用较小的焦点深度,这样光斑直径小,功率密度高,切割速度加快。
切割速度直接影响切口宽度和切口表面粗糙度。对于不同材料的板厚,不同的切割气体压力,切割速度有一个最佳值,这个最佳值约为最大切割速度的80%。
切割低碳钢较多采用氧气作辅助气体,以利用铁-氧燃烧反应热促进切割过程,而且切割速度快,切口质量好,可以获得无挂渣的切口。切割不锈钢时,常采用O2+N2混合气体或双层气流,单用氧气在切口底边会发生挂渣。气体压力增大,动量增加,排渣能力增强,因此可以使无挂渣的切割速度增加。
氧气纯度对切割速度有一定的影响,研究表明,氧气纯度降低2%,切割速度就会降低50%。
与其它常规加工方法相比,激光切割具有更大的适应性。首先,与其他热切割方法相比,同样作为热切割过程,别的方法不能象激光束那样作用于一个极小的区域,结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。激光能切割非金属,而其它热切割方法则不能。
激光切割设备与焊接设备基本类似,区别是焊接需要使用激光焊枪,而切割使用激光割炬。激光切割大都采用CO2激光切割设备,主要由激光器、导光系统、数控运动系统、割炬及抽烟系统组成。
激光器由激光电源提供高压电源,产生的激光经反射镜、导光系统把激光导向切割工件所需要的方向;数控运动系统主要用于调节割炬的移动方向,割炬与工件间的相对移动有三种情况。
割炬主要包括枪体、聚焦透镜和辅助气体喷嘴等零件。激光切割时,割炬必须满足下列要求。
激光切割时,要求激光器输出的光束经聚焦后的光斑直径最小,功率密度最高。喷嘴用于向切割区喷射辅助气体,其结构形状对切割效率和质量有一定影响。喷孔的形状有圆柱形、锥形、和缩放形等。一般根据切割工件的材质、厚度、辅助气体压力等经试验后确定。
制衣行业中使用的服装布料激光切割机打破了传统手工和电剪速度慢和难以排版,充分解决了效率达不到和浪费材料的难题.速度快,操作简单,只需把所要裁剪的图形及尺寸输入到电脑,机械就会把整张的材料裁剪成您所需要的成品,不用刀具、不需要模具,利用激光实现非接触式加工,简便快速。布料激光切割机与传统的切割方式相比不仅价格低,消耗低.操作更方便,效果更好,并且因为激光加工对工件没有机械压力,所以切割出来产品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且还具有操作安全,维修简单等特点.可连续24小时工作。
用于皮革、箱包企业及皮鞋、鞋材生产企业的激光切割雕刻机,集切割、雕刻和镂空于一身,适用各种皮革料的加工:高档鞋材、皮包、皮衣切割特殊形状,无毛边,尺寸标准,误差小(±0.1mm),效果柔软,无高周波或刀模切压的生硬感。另可于皮革上刻画特别效果或图案,使成品更显精细及别具创意。
饰品加工是一门对比特殊的职业,由于主要是针对一些稀有的贵金属的加工改造,所以对加工改造的设备要求十分的高。可是这对小型激光切开机来说,确是一个十分好的机会,它极好的处理了加工饰品中的一些难题,并且受到了各个厂家的热捧。
运用小型激光切割机加工饰品在不需开模的情况下,就可以直接加工出想要的商品,并且精度十分的高,加工时刻只需要短短的几分钟就可以。不仅缩短了加工时刻,还降低了成本。
以往眼镜行业主要利用模具做镜框,不同样式需要做不同模具,所需成本高,效率低。直到激光切割机投入后,开发新的款式只需在软件上呈现,速度快、精度大,特别适合小量、多款式的生产模式。甚至可以做到一台光纤激光切割机能够快速加工出了不同款式的眼框,为个性定制眼镜解决后顾之忧。
除此之外,激光切割机能够在板材上任意的设计图形,速度快,精度高,一次成型,无需后续处理,比传统切割设备快十几倍,极大的提高加工效率,可视排料,紧密贴合,节省材料。先进的工艺可提高眼镜厂家的新产品开发速度,能够快速收回设备投资成本。
眼镜专用激光切割机能在板材上切割任意的设计图形,速度快,精度高,一次成型,无需后续处理,比线切割快十几倍,极大的提高加工效率,可视排料,紧密贴合,节省材料。先进的工艺可提高贵公司的新产品开发速度,最快为您收回设备投资成本。一机多用,
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