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大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割机加工作为一种精密的加工方法,几乎可以切割所有的材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。在汽车制造领域,小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域,激光切割机加工技术主要用于特种航空材料的切割,如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。
激光切割机“穿孔”是指在要切割的材料(钢板、管等)上穿一个小孔,一般所有的热切割技术都需要能做到,没有冲压装置的激光切割机也不例外。下面济南激光切割编者就为大家讲解下两种激光切割机的“穿孔”方法,供广大用户应用及参考:一、脉冲穿孔脉冲穿孔的原理是采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,通常采用空气或氮气作为辅助气体。每个脉冲激光逐步深入,一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。二、爆破穿孔爆破穿孔的工作原理是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。孔的大小与板厚有关,对较厚的板爆破穿孔只能用于废料上。激光切割机两种穿孔方法对比:脉冲穿孔的穿孔质量要比爆破穿孔好,但脉冲穿孔成本要也高些,需要有较可靠的气路控制系统。在工业生产中主要采用改变激光平均功率、脉冲宽度和频率的办法来实现高质量要求的切割。
(1)激光切割的原理激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,佛山激光切割使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割的原理见下图。(2)激光切割的分类1)汽化切割利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化,形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。2)熔化切割激光熔化切割时,佛山激光切割用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。 3)氧气切割 它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。 激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
结构钢该材料用氧气切割时会得到较好的结果。当用氧气作为加工气体时,切割边缘会轻微氧化。对于厚度达4mm的板材,可以用氮气作为加工气体进行高压切割。这种情况下,切割边缘不会被氧化。厚度在10mm以上的板材,对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件表面涂油可以得到较好的效果。不锈钢切割不锈钢需要:使用氧气,在边缘氧化不要紧的情况下;使用氮气以得到无氧化无毛刺的边缘,就不需要再作处理了。在板材表面涂层油膜会得到更好的穿孔效果,而不降低加工质量。铝尽管有高反射率和热传导性,厚度6mm以下的铝材可以切割,这取决于合金类型和激光器能力。当用氧切割时,切割表面粗糙而坚硬。用氮气时,切割表面平滑。纯铝因为其高纯非常难切割,只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铝材。否则反射会毁坏光学组件。
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