自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元,而激光设备的销售额超过66亿美元。其中,金属加工行业占居绝大部分。 在金属加工行业,激光的应用已有数十年的历史。长期以来,金属切割领域,1000W以上的CO2激光器占主导地
金属激光切割加工
自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元,而激光设备的销售额超过66亿美元。其中,金属加工行业占居绝大部分。 在金属加工行业,激光的应用已有数十年的历史。长期以来,金属切割领域,1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年,以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率(500W)灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可,占领了国内低端金属切割机市场。
与其它常规加工方法相比,激光切割具有更大的适应性。对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。首先,与其他热切割方法相比,同样作为热切割过程,别的方法不能象激光束那样作用于一个的区域,结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。激光能切割非金属,而其它热切割方法则不能。一般来说,激光切割质量可以由以下6个标准来衡量。⒈切割表面粗糙度Rz⒉切口挂渣尺寸⒊切边垂直度和斜度u⒋切割边缘圆角尺寸r⒌条纹后拖量n⒍平面度F
适合采用CO2激光切割的产品要求均匀切缝的特殊零件。③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。广泛应用的典型零件是包装印刷行业用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为0.7~0.8mm的槽,然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上,切下各种已印刷好图形的包装盒。国内近几年来应用的一个新领域是石油筛缝管。为了挡住泥沙进入抽油泵,在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出0.3mm宽的均匀切缝,起割穿孔处小孔直径不能大于0.3mm,切割技术难度大,已有不少单位投入生产。
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。控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。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该方法:爆i破穿孔:(Blast drilling),材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关,爆i破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆i破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用(如石油筛缝管),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。
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