激光切割工艺

1、激光工艺训练主要用于激光切割机的介绍1，定义： (1)将板材切割成期望形状的工件的激光机床。 (2)利用激光束的热能实现切割的设备，使激光束照射到工件表面时释放出的能量使工件熔化并蒸发，为了达到切割和雕刻的目的，精度高、切割快，不限于切割图案的限制，用自动排版节省材料2、激光切割机的主要组成部分： (1)激光根据工作物质的种类分为固体激光、气体激光、液体激光和半导体激光4种。 由于He-Ne (氦-氖)气体激光器产生的激光不仅容易控制，而且方向性、单色性和相干性也比较好，被广泛用于机械制造的精密测量。 激光加工要求输出功率和能量大，现在多采用二氧化碳激光、红宝石、钕玻璃、YAG (含钕铝石榴石

2、)等固体激光。(2)本体在切断盘和工作台相对移动的方式，(1)切断中光束(从切断焊枪射出)和工作台移动，一般的光束在y方向移动，工作台在x方向移动。 (2)切断过程中，只有梁(火炬)移动，工作台不移动。 (3)切断中只有工作台移动，但光束(火炬)没有固定。 (3)冷却系统(4)供气系统的气体源：瓶装气体、压缩空气(空压机、冷干燥机)过滤装置线路(5)电源三相电压稳定度5%电源不平衡度2.5%，(6)控制系统导光聚焦系统根据被加工工件的性能要求，光束放大、整形、整形激光加工系统的激光加工系统主要包括床、能在三维坐标范围内移动的工作台、机电控制系统等。 随着电子技术的发展，许多激光加工系统用计算机

3、控制桌子的移动，实现了激光加工的连续工作。 3、加工原理：将数字信息传输到专用或通用计算机，计算机对输入的信息进行处理和运算，发出各种指令控制机床的伺服系统和其他致动器，自动加工机床所需的工件和产品的By Jin 3015切割机的主要技术参数： (切断区域： 3048 mm x 1524 mm (2)Z轴行程： 70 mm (3)基于机械精度VDL/DGQ 3441: 0.1mm/m (4)的重复精度： 0.05mm (5)X、y轴最大定位速度： 100 m/min (6) X、y轴最大min (7)最大轴加速度：8m/S2，(8)最大切断速度： 50m/min (9)机器自重：约12，000

4、 kg (10 )颜色基准： NCS S 0585-Y80R； NCS S 7020-R60B (11 )工作台最大耐力： 750公斤(3000 x 1500 x 20 mm ) (12 )更换工作台更换时间：约35秒机床精度VDL/DGQ3441测量长度1m。 切断精度与板材的厚度和质量有关。 二、激光切割方法，二. 1激光熔化切割是在激光熔化切割过程中，工件部分熔化后，通过气流喷出熔化的材料。 因为材料的转移只发生在那种液态，所以这个过程被称为激光熔化切断。 如果对激光束施加高纯度惰性切断气体，熔融的材料就会离开切断狭缝，气体本身不参与切断。 的最大切断速度随激光功率的增加而增加，几乎与板

5、材厚度的增加和材料熔融温度的增加成反比地减少。 激光功率一定时，限制系数是狭缝处的气压和材料的热传导率。 激光熔化切断，可以得到对铁制材料和钛合金没有氧化的切口。 产生即使熔化也不气化的激光功率密度，钢材在104W/cm2105 W/cm2之间。 2.2激光火焰切断激光火焰切断和激光熔融切断的区别在于，使用氧作为切断气体。由于氧与加热的金属的相互作用，发生化学反应，材料进一步被加热。 由此效果，对于相同厚度的结构钢，用该方法得到的切断速度比熔融切断高。 另一方面，该方法与熔切相比，切口的质量可能差。 事实上，会产生更宽的狭缝、明显的粗糙度、增加的热影响区域以及更差的边缘质量。 激光火焰的切割在

6、加工精密模型和尖角时不好(有烧尖角的危险)。 可以使用脉冲模式的激光来限制热的影响。 使用的激光功率决定切断速度。 激光功率一定时，限制因素是氧的供给和材料的热传导率。 2.3激光气化切割在激光气化切割过程中，材料在缝隙中气化时，需要很高的激光功率。 材料的厚度不要大大超过激光束的直径，以免材料蒸汽凝结在狭缝壁上。 这种加工仅适用于必须避免排除熔融材料的情况。 这个加工实际上只用于铁基合金的小使用领域。 板材厚度一定时，最大切断速度与材料的气化温度成反比。 所需的激光功率密度为108W/cm2以上，取决于材料、切断深度、光束焦点位置。 板材厚度恒定时，假定有足够的激光功率，最大切断速度受气体喷

7、流速度限制。 激光切割形象，激光切割的特点，(1)几乎所有的金属和非金属材料都能进行激光加工。 (2)激光能聚焦极小的光斑，能进行微细精密的加工，例如进行微细狭缝和微细孔的加工。 (3)用反射镜将激光束送到远离激光的隔离室或其他地方进行加工。 (4)加工时不使用工具，非接触加工，机械加工无变形。 (5)无需加工工具和特殊环境，容易自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。 激光切割技术、激光切割几项重要技术是光、机械、电一体化的综合技术。 激光束的参数、机械和数控系统的性能和精度直接影响切割的效率和质量。 焦点位置控制技术：激光切割的优点之一是光束能量密度高，一般为10W/cm2，一般

8、广泛应用于大功率的CO2激光切割工业(127-190mm )焦距。 实际焦点直径在0.1-0.4mm之间。 除非激光穿孔技术：的任一热切割技术可从板边缘开始，否则通常在板上开小孔。 激光切割机有爆破穿孔法和脉冲穿孔法两种穿孔的基本方法。 喷嘴设计和气流控制技术：目前，激光切割用喷嘴采用简单的结构，锥孔端部有一个小圆孔，通常是用实验和误差的方法设计的。 激光切割技术分析、激光切割在熔化与气化结合的过程中，影响切割质量的因素很多，除了机床、加工材料等硬件因素外，软件因素也对加工质量有很大影响。 根据实际切割中发生的问题，结合激光切割本身的特征，研究这些软件要素对加工质量的影响是计算机辅助过程设计的

9、基本内容，具体是冲孔点的选择， 包括根据实际情况确定冲孔点位置的点在内的设置辅助切割路径通过激光束半径补偿和空行程处理板材的优化，节约材料并尽可能提高板材的利用率结合零件组合问题的路径选择考虑了热变形等加工因素的影响的路径。 三、加工过程，“加工过程”是指激光束、加工气体和工件的相互作用。 3.1切断过程，该过程发生的区域是切断前。 这个切断前作用的激光，必须将工件加热到使材料溶解气化所需的温度。 切断平面由大致垂直的平面构成，通过吸收的激光照射加热而熔化。在激光火焰切断过程中，这个熔化区被进入狭缝的氧气流进一步加热，达到接近沸点的温度。 产生的气化去除了材料。 同时，通过加工气体，从工件的下

10、部排出液化材料。 在激光熔融切断中，液化材料与气体一起排出，该气体保护切断狭缝不被氧化。 连续的熔融区域沿着切断方向逐渐滑动。 由此，可以得到连续的狭缝。 激光切割过程的许多重要活动发生在这个领域。 对这些活动的分析可以得到激光切割的重要信息。 由此，可以计算切断速度，说明牵引线特性的形成。 3.2材料的特性，对工件进行了切割活动，结果可能是干净的切口，相反，边缘可能粗糙或过热。 影响切割质量的最重要因素是合金成分的合金成分影响材料的强度、比重、可焊接性、抗氧化能力和酸性。 铁合金材料中的几个重要元素是碳、铬、镍、镁、锌。 碳含量越高，材料越难切割(阈值被认为含有0.8%的碳)。 以下类型的碳

11、钢激光切割效果良好： Q235、StW 22 (低碳铝镇静钢)、材料的微观结构一般来说，构成材料的粒子越细，切割边缘的质量越好。 表面质量、表面粗糙度在表面有生锈的区域和氧化层，切断的轮廓不规则，出现很多破损点。 如果要切削波纹板，请选择最大厚度切削参数。 表面处理最常用的表面处理是镀锌、聚焦镀锌、涂装、阳极电镀或包复层塑料膜。 用锌处理过的板材，边缘容易出现渣滓。 对于涂装的板材，切断质量取决于涂装的产品成分的组成。 如何加工涂装材料：首先，选择一组小(雕刻)参数来煅烧处理表面。 第二次，选取用于材料切削的一组参数。 层叠材料涂层的板材，适合激光切割。 为了使电容式探针不发生故障，为了最佳地

12、粘合层叠涂层，层叠边缘必须经常切断工件的上部。 光束的反射光束在工件表面如何反射，取决于基本材料、表面粗糙度和处理。 一些铝合金、铜、真？ 和不锈钢板具有高反射率的特征。 切割这些材料时，要特别注意调整焦点位置。 对于热传导率焊接，低热传导率的材料需要比高热传导率的材料更小的功率。 例如，铬镍合金钢比结构钢所需的电力少，加工产生的热的吸收也少。 另一方面，铜、铝、真？ 等材料，会失去因吸收激光而产生的大部分热量。 由于热从光束的目标点传导，热影响部的材料难以熔化。 热影响区激光火焰切割和激光熔融切割会使切割材料的边缘部产生材料变异。 加工低碳钢和无氧钢，热影响区的淬火减少了。 在高碳钢(60#

13、 )中，出现边缘区域变硬的现象。 在硬轧铝合金中，热影响部比其馀部分稍微微软化。 熔点热溶解气化温度，3.3不同材料的加工性，用氧切断结构钢能得到好的结果。 使用CW模式激光。 加工非常小的曲线控制系统改变进给速度时，调整激光功率和轴进给速度。 以氧为加工气体时，切断边缘略微氧化。 对于厚度为4mm的板材，可以将氮气作为加工气体进行高压切断。 在这种情况下，切断边缘不会氧化。 复杂的轮廓和小孔(直径小于材料厚度)必须在脉冲模式下切断。 这样就可以避免切到尖角。 碳含量越高，切边越容易淬火，角越容易烧伤。 合金含量高的板材比低的板材更难切断。 经过氧化或喷砂处理的表面，切割质量更差。 板材表面的

14、馀热对切断结果有负面影响。厚度在10mm以上的板材，激光使用特殊极板，加工过程中在工件表面涂油，能获得很好的效果。 油膜减少炉渣附着在表面，大大帮助切断。 油膜不影响切断活动的效果。 为了消除张力，只切断经二次处理的钢板。 沸腾条件下熔化的钢铁中的杂质成分实际上对切断结果有很大的影响。 要切割表面清洁的结构钢，Si0.04% :优先，激光加工好Si 0.25% :不适合激光切割，可能得到更差的结果和不均匀的结果。 注意：对于达到St52的钢铁，符合DIN标准的容许量为Si0.55%。 这个指标对激光加工不太准确。 不锈钢需要切割不锈钢： 使用氧，边缘氧化也没关系的情况。 使用氮气得到没有氧化毛

15、刺的边缘后，就不需要再处理了。 能够得到高激光功率，同时采用高压氮，能够得到比使用氧更高的切断速度。 需要用氮气切割4mm以上的不锈钢，调整焦点位置以避免毛刺。 重新设定焦点位置降低速度的话，有可能获得漂亮的切口，当然小的毛刺是不可避免的。 在板材的表面涂层油膜，不会降低加工质量，能够获得更好的穿孔效果。 不锈钢切氧：5mm以上的厚板材，请降低进给速度，激光采用脉冲模式。 穿孔和切断采用相同的喷嘴高度。 铝及其合金更适合于在连续模式下切割。 尽管具有高反射率和热传导性，但厚度在6mm以下的铝材还是可以切割的。 取决于合金类型和激光能力。 铝可以用氧切割，也可以用高压氮切割：用氧切割，切割面粗糙

16、而硬。 虽然只有一点火焰，但是很难熄灭。 使用氮气时，断面平滑。 在加工3mm以下的板材时，用最佳调整可以得到实际上没有毛刺的切口。 更厚的板材会产生难以去除的毛刺。 纯铝纯度高，切断非常困难。 合金含量越高，材料越容易切断。 建议：仅在系统上安装了“反射吸收”装置时切割铝材。 反射会破坏光学零件。 3.4激光脉冲模式、1、连续切割也被称为CW(Continuous Wave )切割法。 连续切割法是连续产生振荡输出并进行切割的方法。 切断低碳钢时，是切断速度最快的方法。 2 .脉冲截止法是使振荡输出断续地产生并截止的方法。 脉冲切割法通过使投入材料的热最小化，能够进行切割品质和尺寸精度良好的

17、加工。 进行脉冲切断时，设定脉冲频率和脉冲占空比。 脉冲频率是指使激光束在1秒钟内接通、关断几次，用Hz (赫兹)表示。 脉冲占空比是指每1个脉冲(1次输出的ON和OFF )的激光束振荡时间的比率，以百分比表示。 3、简单来说，连续剪切的速度很好。 但是，切断质量不太好。 (由于对被切断材料的连续热输入成为过剩的热输入，所以对切断品质、尺寸精度有影响)脉冲切断品质良好。 但是，速度比连续剪切慢。 例如，4000的发生器，用CW切削12mm的低碳钢的速度是1800mm/min，但脉冲只有1000mm/min。 木板越薄，这个差距越大。 一般来说，钢板的厚度超过16mm时，CW切割不太适用)选择切割方式的操作一般在编制程序时选择，也能够在机械上改变机械参数来选择。 在3.5气体参数、气体参数中，气体类型气体压力喷嘴直径、几何结构气体压力和喷嘴几何结构决定了边缘粗糙度和毛刺的发生。 加工气体的消耗取决于喷嘴直径和气压。 关于加工气体的详细情况，请参