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深圳激光切割机的“那些事”
日期:2018年09月27日 访问: 作者:百超迪能 来源:www.laser8508.com

    激光在在教学、军事、工业上都有应用。其中激光切割机就是其应用之一。激光切割机在金属与非金属的切上都有运用。利用激光束使材料表面的融化。本文将讲述激光切割机的原理。

激光切割机原理——介绍

       激光切割机技术采用激光束照射到金属板材表面时释放的能量。使金属板材熔化并由气体将溶渣吹走。由于激光力量非常集中,所以只有少量热传到金属板材的其它部分,造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料,所切割的坯料不必再作进一步的处理。

       激光源一般用二氧化碳激光束,工作功率为500~5000瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低,由于通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使金属板材溶化。

       利用激光切割设备可切割16mm以下的不锈钢,在激光束中加氧气可切割8~10mm厚的不锈钢,但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度可增加到16mm,但切割部件的尺寸误差较大。

       作为高科技的激光技术,自问世以来,就一直针对不同的社会需求研发出适合各行业的激光产品,如激光打印机,激光美容机,激光打标数控激光切割机机,激光切割机等产品,由于国内激光产业起步较晚,在技术研发上很大程度落后于一些发达国家,目前国内的激光产品生产厂家生产出来的激光产品,一些关键的零配件如激光管,驱动马达,振镜,聚焦镜等还是采用进品的。这就造成了成本的上升,也加重了消费者的承担。

       近年来,随着国内激光技术的进步,在整机及一些零配件的研发生产上已逐渐向国外先进产品靠拢。在某些方面甚至优于国外产品,再加上介格的优势,在国内市场还是占据主导地位。但是在一些精密加工及设备、稳定性和耐性方面,国外先进产品还是占据绝对的优势的。

激光切割机原理——原理

       在激光切割机中,其主要工作的是激光管,因此我们要了解激光管。都清楚的知道激光设备中,激光管的重要性,下面就以现今最为普遍的一种激光管来进行判定。CO2激光管!

       激光管的组成是采用一种硬质的玻璃制造的,因此是一种易碎,易裂的物质。要想了解CO2激光管,就必须先要了解激光管的结构,像这种二氧化碳激光器采用的都是层套筒式结构,最为里面的是一层放电管。然而二氧化碳的激光器放电管的直径比激光管的本身都还要粗,放电管的粗细跟光斑的大小所引起的衍射反应成为一种正比,管长的长短跟放电管的输出功率也形成了一种比例。

       激光切割机在运作过程中,激光管会产生很大热量,影响了切割机正常工作,因此需要特域冷水机来冷却激光管,确保激光切割机在恒温状态下正常工作。200W的激光器选用CW-6200就可以了,制冷量5.5KW;650W的激光器要选用CW-7800,制冷量能达到23KW。

激光切割机原理——切割特点

激光切割的优点:

优点Ⅰ——效率高

       因激光的传输特性,激光切割机上一般配有多台数控工作台,整个切割过程可以全部实现数控。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。

优点Ⅱ——速度快

       功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板,切割速度可达1200cm/min。材料在激光切割时不需要装夹固定。

优点Ⅲ——切割质量好

       一:激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。

       二:切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。

       三:材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1,切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。

优点Ⅳ——切割非接触

       激光切割时割炬与工件没有直接接触,不存在有工具的磨损。加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低,振动小,污染小。

优点Ⅴ——可切割材料多

       与氧乙炔切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。

激光切割机原理——切割方式

1、汽化切割

       是指被加工材料的去除主要是通过使材料汽化的方式进行的。在汽化切割过程中,工件表而在聚焦激光束的作用下,温度迅速上升到汽化温度,材料大量汽化,形成的高压蒸气以超音速向外喷射。同时在激光作用区内形成“孔洞”,激光束在孔洞内多次反射又使材料对激光的吸收丰迅速提高。

       在高压蒸气高速喷射的过程中,切缝内的熔融物被同时从切缝处吹走,直至将工件切断。内于汽化切割主要靠使材料汽化的方式进行,因此所需的功率密度很高,一般应达到每平方厘米就有10的八次方瓦以上。

       汽化切割是激光切割一些低燃点材料(如木材、碳和某些塑料)以及难熔性材料(如陶瓷等)时常采月的方法。用脉冲激光器切割材料时也多采用汽化切割的方法。

2、反应熔化切割

       在熔化切割中.如果辅助气流不仅仅是把切缝内的熔融物吹走,而且还能够与工件发生改热反应,使切割过程增加另—热源,这样的切割称为反应熔化切割。通常能与工件发生反应的气体是氧气或含有氧气的混合气休。

       当工件表面温度达到燃点温度时,就会发生强烈的燃烧放热反应,可大大提高激光切割的能力。对于低碳钢和不锈钢,燃烧放热反应提供的能量是60%。对于钛等活性金属,燃烧提供的能量大约是90%。

       因此,反应熔化切割与激光汽化切割、—般熔化切割相比,所需的激光功率密度更低,仅为汽化切割的1/20,熔化切割的1/2。然而,在反应熔化切割中,内于燃烧反应会使材料表面发生一些化学变化,从而对工件的性能会有影响。

       工件表面温度较高要发生膨胀.而工件内层温度较低要阻碍膨胀,结果在工件表面产生拉应力.内层产生径向的挤压应力。当这两种应力超过工件本身的断裂极限强度时。便会在工件上出现裂纹。使得工件沿裂纹断开。热应力切割的速度—股为m/s量级。这种切割方法适用于切割玻璃、陶瓷等材料。

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