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小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,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:
脉冲穿孔:(Pulse drilling)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
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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小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,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:
脉冲穿孔:(Pulse drilling)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。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。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,其穿孔质量优于爆裂穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率;更重要的时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。
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。吸取国内外机型的特点,结合多年市场反馈的信息,我们重新设计了这一四均衡直线导轨,壁厚达到4mm,经时效处理,弹性变形更小。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。试验结果如图5所示:分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。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。
激光切割机指标的合理控制
1、切割断面指标:激光切割纯铝需要高功率、高气压大流量辅助气体由于材料较软,切割过程中背面的切割渣不易吹除,以挂软渣为主,但可以较容易地机械手段去除;切割较硬的材料的时候一般不容易掉渣,因工艺参数和其它原因,仅有少量的渣,不易去除,但当使用高压氮气切割时,挂渣现象可以有效控制。为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(Laval)喷嘴。
2、断面粗糙度:激光切割的断面主要和激光的受光束模式、光学镜片质量、辅助气体纯度和切割速度有关系,当然与所加工材质也有密切相关,通常是上部光滑,下部粗糙。一般激光切割断面可达到RZ6.3-25左右。
3、切口斜度:切口斜度是激光切割固件有的特性,主要是由于光束聚焦后呈发散装,而且再加上辅助气体的吹拂作用,形成形切缝即上窄下宽,一般随切割厚度增大斜度越大,通常加工20MM碳钢,单边斜度不大于3度。
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