金属激光切割机加工厂
汽化切割。在激化切割过程中,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。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,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,使材料进一步加热,称为氧化熔化切割。
由于此效应,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可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的***)。铝尽管有高反射率和热传导性,厚度6mm以下的铝材可以切割,这取决于合金类型和激光器能力。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响,激光的功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件:如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种:(1)改变脉冲宽度;(2)改变脉冲频率;(3)同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第(3)种效果好。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。
伺服电机直接驱动的等光程系统
与上述两种光路补偿措施相比,等光程具有结构简单、成本低、调整方便等优点,能在连续加工中确保聚焦透镜上的光斑面积不变;同时,还能根据不同的切割工艺要求,改变切割时焦点半径和焦点深度的大小。目前,国内关于等光程方面研究还不多,如天津城市建设学院的扬晓东等,提出了光路长度补偿系统的三种机构设计方案,并从机构的角度对其进行了分析和比较,其方法的提出对激光切割机飞行光路的设计具有一定的指导意义。采用机构来实现光路补偿,会使设备的结构尺寸过大,同时增加了设备的复杂程度,安装调整难度大。随着伺服控制技术的日益成熟,采用伺服电机直接驱动等光程装置具有结构简单,调整方便等优点,是一种经济、实用的光路补偿方案。伺服电机直接驱动的等光程光路补偿方案主要包括激光发生器、固定于机身上的反射镜、伺服电机驱动的运动装置上的补偿反射镜、横梁上的反射镜、z轴上的反射镜片。数控切割机床由三部分组成,即工作台(一般为精密机床)、光束传输系统(有时称外光路,即激光器发出的光束到达工件前整个光程内光束的传输光学、机械构件)和微机数控系统。当固定在z轴上的切作x,y向运动时,补偿反射镜作S向运动来补偿光路长度的变化,进而保持激光切割机在连续切割加工时焦点半径和焦点深度不变。当有不同加工需要时,比如切割不锈钢薄板与低碳钢厚板,需要不同的焦点大小、焦点深度、行走速度,此时,可通过控制器改变等光程装置的初始位置来改变光路长度,进而改变透镜表面光束直径,终改变焦点大小和焦点深度,以满足不同加工需要。
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