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軍工航天新聞

各大激光切割機在切割鋼板時存在的問題!

星之球科技 來源:立創2012-05-16 我要評論(0 )   

激光切割是用聚焦鏡將激光束聚焦在材料表麵使材料熔化,同時用於(yu) 激光束同軸的壓縮氣體(ti) 吹走被熔化的 材料,並使激光束與(yu) 材料沿一定軌跡作相對運動,從(cong) 而形成一定形狀的切縫...

        激光切割是用聚焦鏡將激光束聚焦在材料表麵使材料熔化,同時用於(yu) 激光束同軸的壓縮氣體(ti) 吹走被熔化的

材料,並使激光束與(yu) 材料沿一定軌跡作相對運動,從(cong) 而形成一定形狀的切縫。激光切割技術發展迅速,應用日益

廣泛,是一種先進加工方法,尤其適合切割鋼板。
  激光切割機是加工鈑金零件方麵大幅提高勞動生產(chan) 率的先進裝備,具有加工零件的精度高、加工周期短,

以及加工中無需傳(chuan) 統衝(chong) 壓模具更換就可以加工任意複雜零件等優(you) 點,從(cong) 而被越來越多的開關(guan) 設備製造企業(ye) 采

用。

激光切割技術比其他方法的明顯優(you) 點是:
(1)切割質量好 切口寬度窄(一般為(wei) 0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距誤差0.1~0.4mm,輪廓尺寸誤差

0.1~0.5mm)、切口表麵粗糙度好(一般為(wei) 12.5~25μm),切縫一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快 例如采用2kW激光功率,8mm厚的碳鋼切割速度為(wei) 1.6m/min;2mm厚的不鏽鋼切割速度為(wei)

3.5m/min,熱影響區小,變形極小。
(3)清潔、安全、無汙染。
(4)從(cong) 技術經濟角度不宜製造模具的金屬鈑金件,特別是輪廓形狀複雜,批量不大,一般厚度小於(yu) 12mm的低碳

鋼、小於(yu) 6mm厚的不鏽鋼,以節省製造模具的成本與(yu) 周期。
切割中常見問題及處理方法
1.切割穿孔技術
          任何一種熱切割技術,除少數情況可以從(cong) 板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一個(ge) 小孔。之前在激光衝(chong) 壓複合

機上是用衝(chong) 頭先衝(chong) 出一個(ge) 孔,然後再用激光從(cong) 小孔處開始進行切割。對於(yu) 沒有衝(chong) 壓裝置的激光切割機有兩(liang) 種穿

孔的基本方法:
         爆破穿孔——材料經連續激光的照射後在中心形成一個(ge) 凹坑,然後由與(yu) 激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除

形成一個(ge) 孔。一般孔的大小與(yu) 板厚有關(guan) ,爆破穿孔平均直徑為(wei) 板厚的一半,因此對較厚的板爆破穿孔孔徑較大,

且不圓,不宜在加工精度要求較高的零件上使用,隻能用於(yu) 廢料上。此外由於(yu) 穿孔所用的氧氣壓力與(yu) 切割時相

同,飛濺較大。
脈衝(chong) 穿孔——采用高峰值功率的脈衝(chong) 激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮氣作為(wei) 輔助氣體(ti) ,以減少因放

熱氧化使孔擴展,氣體(ti) 壓力較切割時的氧氣壓力小。每個(ge) 脈衝(chong) 激光隻產(chan) 生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿

孔時間需要幾秒鍾。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體(ti) 換成氧氣進行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質量優(you) 於(yu)

爆破穿孔。為(wei) 此所使用的激光器不但應具有較高的輸出功率;更重要的是光束的時間和空間特性,因此一般橫

流CO2激光器不能適應激光切割的要求。此外脈衝(chong) 穿孔還須要有較可靠的氣路控製係統,以實現氣體(ti) 種類、氣

體(ti) 壓力的切換及穿孔時間的控製。
          在采用脈衝(chong) 穿孔的情況下,為(wei) 了獲得高質量的切口,從(cong) 工件靜止時的脈衝(chong) 穿孔到工件等速連續切割的過渡技術

應加以重視。從(cong) 理論上講通常可改變加速段的切割條件,如焦距、噴嘴位置、氣體(ti) 壓力等,但實際上由於(yu) 時間

太短改變以上條件的可能性不大。在工業(ye) 生產(chan) 中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現實,具體(ti) 方法是改變

脈衝(chong) 寬度;改變脈衝(chong) 頻率;同時改變脈衝(chong) 寬度和頻率。實際結果表明,第3種效果最好。
2.切割加工小孔(直徑小與(yu) 板厚)變形情況的分析
          這是因為(wei) 機床(隻針對大功率激光切割機)在加工小孔時不是采取爆破穿孔的方式,而是用脈衝(chong) 穿孔(軟穿

刺)的方式,這使得激光能量在一個(ge) 很小的區域過於(yu) 集中,將非加工區域也燒焦,造成孔的變形,影響加工

質量。這時我們(men) 應在加工程序中將脈衝(chong) 穿孔(軟穿刺)方式改為(wei) 爆破穿孔(普通穿刺)方式,加以解決(jue) 。而

對於(yu) 較小功率的激光切割機則恰好相反,在小孔加工時應采取脈衝(chong) 穿孔的方式才能取得較好的表麵光潔度。
3. 激光切割低碳鋼時,工件出現毛刺的解決(jue) 方法
          根據CO2激光切割的工作和設計原理,分析得出以下幾點原因是造成加工件產(chan) 生毛刺的主要原因:激光焦點的

上下位置不正確,需要做焦點位置測試,根據焦點的偏移量進行調整;激光的輸出功率不夠,需要檢查激光

發生器的工作是否正常,如果正常,則觀察激光控製按鈕的輸出數值是否正確,加以調整;切割的線速度太

慢,需要在操作控製時加大線速度;切割氣體(ti) 的純度不夠,需要提供高質量的切割工作氣體(ti) ;激光焦點偏移

,需要做焦點位置測試,根據焦點的偏移量進行調整;機床運行時間過長出現的不穩定性,此時需要關(guan) 機重

新啟動。

4. 激光切割加工不鏽鋼和敷鋁鋅板時,工件有毛刺產(chan) 生的分析
         以上情況的出現,首先考慮切割低碳鋼時出現毛刺的因素,但不可簡單地加快切割速度,因為(wei) 增加速度有時

會(hui) 出現板材切割不穿的情況,此種情況在加工敷鋁鋅板時尤為(wei) 突出。這時應綜合考慮機床的其他因素加以解

決(jue) ,如噴嘴是否要更換,導軌運動不穩定等。
5. 激光未完全切割透狀態的分析
         分析後可以發現下麵的幾種情況是產(chan) 生加工不穩定的主要情況:激光頭噴嘴的選擇與(yu) 加工板厚不匹配;激光

切割線速度過快,需要操作控製減小線速度;另外,還需要特別注意的是,在L3030激光切割機切割5mm以上

碳素鋼板時需要更換7.5″焦距的激光鏡片。
6. 切割低碳鋼時出現非正常火花的解決(jue) 方法
          這種情況會(hui) 影響零件的切割斷麵光潔度加工質量。此時在其他參數都正常的情況下,應考慮以下情況:激光

頭噴嘴NOZZEL的損耗,應及時更換噴嘴。在無新噴嘴更換的情況下,應加大切割工作氣體(ti) 壓力;噴嘴與(yu) 激光

頭連接處螺紋鬆動。此時應立即暫停切割,檢查激光頭連接狀態,重新上好螺紋。
7. 激光切割加工時穿刺點的選擇
激光切割加工時激光束的工作原理是:在加工過程中,材料經連續激光的照射後在中心形成一個(ge) 凹坑, 然後

由與(yu) 激光束同軸的工作氣流很快將熔融材料去除形成一個(ge) 孔。此孔類似於(yu) 線切割的穿線孔,激光束以此孔為(wei)

加工啟始點進行輪廓切割,通常情況下飛行光路激光束的走線方向和被加工零件切割輪廓的切線方向垂直。
因此,激光束在開始穿透鋼板時到進入零件輪廓切割的這一段時間,其切割速度在矢量方向上將有一個(ge) 很大

的改變,即矢量方向的90°旋轉,由垂直於(yu) 切割輪廓的切線方向轉為(wei) 與(yu) 切割輪廓的切線重合,即與(yu) 輪廓切線

的夾角為(wei) 0°。這樣就會(hui) 在被加工材料的切割斷麵上流下比較粗糙的切割麵,這主要是在短時間內(nei) ,激光束在

移動中的矢量方向變化很快所至。因此在采用激光切割加工零件時就要注意這方麵的情況。一般,在設計零

件對表麵切割斷口沒有粗糙度要求時,可以在激光切割編程時不做手動處理,讓控製軟件自動產(chan) 生穿刺點;#p#分頁標題#e#

但是,當設計對所要加工的零件切割斷麵有較高粗糙度要求時,就要注意到這個(ge) 問題,通常需要在編激光切

割程序時對激光束的啟始位置做手動調整,即人工對於(yu) 穿刺點的控製。需要把激光程序原來產(chan) 生的穿刺點移

到需要的合理位置,以達對加工零件表麵精度的要求。

 

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