在激光的气化切割过程中,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。三相比一般激光机常用的两相方式有更大扭矩、更高加速度、更稳定的表现。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
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在激光的气化切割过程中,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。三相比一般激光机常用的两相方式有更大扭矩、更高加速度、更稳定的表现。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。
激光切割加工过程中,对于激光切割的粗糙度是有要求的,特别是中厚板的工件,在切割过程中如果不注意的话很有可能造成切割的失误,所在一般都要求必须控制激光切割机切割面的粗糙度。对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。对于厚度2mm以上板材的激光切割,切割面粗糙度的分布是不均匀的,沿厚度方向差别很大,其变化状况有两个显著的特点:
1)切割面的形貌分为截然不同的两部分,上部表面平整光滑,切割条纹整齐、细密,粗糙度值小;下部切割条纹紊乱,表面不平整,粗糙度值大。上部具有激光束直接作用的特点,下部则有熔化金属冲刷的特征。
2)切割面上部区域内的表面粗糙度大体上是均匀一致的,不随高度而变化;而下部区域的表面粗糙度则随高度而变化,越靠近下缘,表面粗糙度值越大,下缘处的表面粗糙度达到大值。在同样的情况下,切割不锈钢和切割铝其精度就会非常不同,不锈钢的切割精度就会高一些,而且切面也会光滑一些。无论是连续激光切割机激光切割,还是脉冲激光切割,切割面都显示有明显的上、下两部分,所不同的是脉冲激光切割面上部的切割条纹与脉冲频率有对应关系:频率越高,条纹越细密,表面粗糙度越值而连续激光切割时切割面上部的切割条纹密度和表面粗造度则主要与切割速度有关。
因此在评价切割面质量时应以下缘表面粗糙度为基准。但真正的下缘只是一根线,其粗糙度难于测量,这可以通过测量临近下缘处的粗糙度代替。
激光切割机工艺中的辅助吹气参数
在激光切割过程中,特别是对钢、钛等易氧化金属的切割,使用辅助吹氧气法,可以产生氧化放热反应,可以吹散等离子云对激光束的屏蔽,可以吹掉切割缝隙中的熔融金属。这些作用的总效果与增加入射激光功率的作用是相当的。所以,辅助吹气是提高切割速度,保证切断面质量的重要因素。操作者须经过培训,熟悉切割软件,设备结构、性能,掌握操作系统有关知识。因为氧化放热过程中,弃放的热量与气体流量有关,切缝中熔融金属的喷射量与辅助气体在中心细线上压力的大小有关。故在激光切割机切割工艺中,要研究辅助气体的种类、流量和压强对切割速度的影响。
对于激光切割机来讲,无论是平板切割还是管材切割,想要设备按照既定的图形进行加工,关键就在于参与加工的各个轴动态响应性的高低及相互之间的配合问题。如果在加工过程中,各轴的整体响应太慢,或者某些位置出现一个轴偏差小,另一个轴偏差大的情况,则就会出现加工轮廓变形的问题。而导致这种偏差不一致情况出现的原因众多,有机械的、外力的、伺服响应性、控制系统等因素,或是多因素叠加影响。激光切割机工艺中的辅助吹气参数在激光切割过程中,特别是对钢、钛等易氧化金属的切割,使用辅助吹氧气法,可以产生氧化放热反应,可以吹散等离子云对激光束的屏蔽,可以吹掉切割缝隙中的熔融金属。因此,解决此类问题的关键在于各轴有较好的动态响应性及相互之间的配合的协调性,使其能比较严格地按照既定目标进行加工动作。伺服电机作为一个承接机械与控制系统的中间执行机构,能在一定程度上弥补、优化、协调各个系统的动作,以达到更的控制目的。
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