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科普一下-激光切割到底怎么切的?
發布時間:2019-8-22 17:05:53      點擊次數:702


切鐵如泥,

毫不夸張,

先來看看激光的身手!

激光是什么?

激光是一種受激輻射而獲得的加強光

其基本特征:

強度高,亮度大

波長頻率確定,單色性好

相干性好,相干長度長

方向性好,幾乎是一束平行光



當激光束照射到工件表面時,光能被吸收,轉化成熱能,使照射斑點處溫度迅速升高、熔化、氣化而形成小坑,由于熱擴散,使斑點周圍金屬熔化,小坑內金屬蒸氣迅速膨脹,產生微型爆,將熔融物高速噴出并產生一個方向性很強的反沖擊波,于是在被加工表面上打出一個上大下小的孔。

普通燈光與激光的比較




激光的產生



激光的發生氣體




激光切割的特點

激光切割與別的熱切割方法相比較,總的特點是切割速度快、質量高。具體概括為如下幾個方面。

(1)切割質量好

由于激光光斑小、密度高、切割速度快,因此激光切割能夠獲得較好的切割質量。

①激光切割切口細窄,切縫兩邊平行并且與表面垂直,切割零件的尺寸精度可達±0.05mm。

②切割表面光潔美觀,表面粗糙度只有幾十微米,甚至激光切割可以作為末尾的一道工序,無需機械加工,零部件可直接使用。

③材料經過激光切割后,熱影響區寬度很小,切縫附近材料的性能也幾乎不受影響,并且工件變形小,切割精度高,切縫的幾何形狀好,切縫橫截面形狀呈現較為規則的長方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表1,切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。

(2)切割效率高

由于激光的傳輸特性,激光切割機上一般配有多臺數控工作臺,整個切割過程可以全部實現數控。操作時,只需改變數控程序,就可適用不同形狀零件的切割,既可進行二維切割,又可實現三維切割。

(3)切割速度快

用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板,切割速度可達600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板,切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定,既可節省工裝夾具,又節省了上、下料的輔助時間。

 



4)非接觸式切割

激光切割時割炬與工件無接觸,不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件,不需要更換“鉆頭”,只需改變激光器的輸出參數。激光切割過程噪聲低,振動小,對環境沒有污染。

(5)切割材料的種類多

金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料,由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同,表現出不同的激光切割適應性。采用CO2激光器,各種材料的激光切割性能見表2。



(6)缺點

激光切割由于激光器功率和設備體積的原因,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且隨著工件厚度的增加,切割速度明顯下降。

激光切割設備費用高,一次性投資大。

激光切割的應用范圍

大多數激光切割機都由數控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光切割作為一種縝密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領域,小汽車頂窗等空間曲線的切割技術都已經獲得廣泛應用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復雜的車身薄板及各種曲面件。在太空領域,激光切割技術主要用于特種材料的切割,如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷及石英等。

激光切割成形技術在非金屬材料領域也有著較為廣泛的應用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料,如氮化硅、陶瓷、石英等;還能切割加工柔性材料,如布料、紙張、塑料板、橡膠等,如用激光進行服裝剪裁,可節約衣料10%~12%,提高功效3倍以上。

機床結構




激光加工的過程



激光光路




激光發生器




切割頭



從圖紙到零件



影響切割因素



切割氣體



焦點位置



如何改善切割質量


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