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一些平常常见的激光切割七大解决问题解析

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一些平常常见的激光切割七大解决问题解析

发布日期:2018-06-15 作者: 点击:

激光切割机是加工钣金零件方面大幅提高劳动生产率的先进装备,具有加工零件的精度高、加工周期短,以及加工中无需传统冲压模具更换就可以加工任意复杂零件等优点,从而被越来越多的开关设备制造企业采用。


  激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用于激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。激光切割技术发展迅速,应用日益广泛,是一种先进加工方法,尤其适合切割钢板。


  激光切割技术比其他方法的明显优点


  (1)切割质量好 切口宽度窄(一般为0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1~0.4mm,轮廓尺寸误差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般为12.5~25μm),切缝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厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。


  (3)清洁、安全、无污染。


  (4)从技术经济角度不宜制造模具的金属钣金件,特别是轮廓形状复杂,批量不大,一般厚度小于12mm的低碳钢、小于6mm厚的不锈钢,以节省制造模具的成本与周期。


  切割中常见问题及处理方法


  1.切割穿孔技术


  任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一个小孔。之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法:


  爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在加工精度要求较高的零件上使用,只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。


  脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率;更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外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加以重视。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,具体方法是改变脉冲宽度;改变脉冲频率;同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第3种效果最好。


  2.切割加工小孔(直径小与板厚)变形情况的分析


  这是因为机床(只针对大功率激光切割机)在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式,而是用脉冲穿孔(软穿刺)的方式,这使得激光能量在一个很小的区域过于集中,将非加工区域也烧焦,造成孔的变形,影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔(软穿刺)方式改为爆破穿孔(普通穿刺)方式,加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反,在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。


  3. 激光切割低碳钢时,工件出现毛刺的解决方法


  根据CO2激光切割的工作和设计原理,分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因:激光焦点的上下位置不正确,需要做焦点位置测试,根据焦点的偏移量进行调整;激光的输出功率不够,需要检查激光发生器的工作是否正常,如果正常,则观察激光控制按钮的输出数值是否正确,加以调整;切割的线速度太慢,需要在操作控制时加大线速度;切割气体的纯度不够,需要提供高质量的切割工作气体;激光焦点偏移,需要做焦点位置测试,根据焦点的偏移量进行调整;机床运行时间过长出现的不稳定性,此时需要关机重新启动。


  4. 激光切割加工不锈钢和敷铝锌板时,工件有毛刺产生的分析


  以上情况的出现,首先考虑切割低碳钢时出现毛刺的因素,但不可简单地加快切割速度,因为增加速度有时会出现板材切割不穿的情况,此种情况在加工敷铝锌板时尤为突出。这时应综合考虑机床的其他因素加以解决,如喷嘴是否要更换,导轨运动不稳定等。

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关键词:重庆激光切割

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