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影响激光切割机切割质量的四大因素分析

  • 发布日期:2022-01-18 浏览次数62
  激光切割与传统的氧乙炔、等离子等切割工艺相比,激光切割速度快、切缝窄、热影响区小、切缝边缘垂直度好、切边光滑,同时可激光切割的材料种类多。激光切割技术已广泛应用于汽车、机械、电力、五金以及电器等领域。
 
  激光切割机的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。在激光切割机中激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。切割精度是判断数控激光切割机质量好坏的第一要素。那么,影响激光切割机的切割质量因素有哪些呢?
 
  影响激光切割机切割质量的因素包括切割速度、焦点位置、辅助气体、激光输出功率以及工件特性等,下面来具体解析。
 
  1、激光输出功率
 
  激光切割机是连续波输出的激光束产生能量的,激光功率大小和模式选择都会对切割质量有影响。实际操作时,通常是调整到较大功率来满足切割较厚的材料。此时光束模式(光束能量在横断面上的分布)显得更加重要。在小于大功率状况下焦点处却获得较高功率密度,并获得较佳切割质量。在激光器整个有效工作寿命期间,模式并不一致。光学元件的状况、激光工作混合气体细微的变化和流量波动,都会影响模式机构。
 
  2、焦点位置调整
 
  焦点与工件表面的相对位置对保证切割质量尤为重要。大多数情况下,切割时焦点位置刚处在工件表面,或稍微在表面以下。在整个切割过程中,确保焦点与工件相对位置恒定是获得稳定的切割质量的重要条件。当焦点处于较佳位置时,割缝较小、效率较高,较佳切割速度可获得较佳切割结果。在大多数应用情况下,光束焦点调整到刚处于喷嘴下。喷嘴与工件表面间距一般为1.5mm左右。
 
  激光束聚焦后光斑大小与透镜焦长成正比,光束经短焦长透镜聚焦后光斑尺寸很小,焦点处功率密度很高,对材料切割很有利;缺点是焦深很短,调节余量小,比较适用于高速切割薄型材料。长焦长透镜有较宽焦深,具有足够功率密度,比较适合切割厚工件。
 
  3、切割速度
 
  材料的切割速度与激光功率密度成正比,即增加功率密度可提高切割速度。切割速度与被切割材料的密度(比重)和厚度成反比。当其他参数保持不变,提高切割速度的因素是:提高功率(在一定范围内,如500~2 000W);改善光束模式(如从高阶模到低阶模直至TEM00);减小聚焦光斑尺寸(如采用短焦距透镜聚焦);切割低起始蒸发能的材料(如塑料、有机玻璃等);切割低密度材料(如白松木等);切割薄型材料。
 
  4、辅助气体压力
 
  材料运用激光切割机切割都需要使用辅助气体,气体压力大小是个极为重要的因素。辅助气体与激光束同轴喷出,保护透镜免受污染并吹走切割区底部熔渣。对非金属材料和部分金属材料,使用压缩空气或惰性气体,处理融化和蒸发材料,同时抑制切割区过度燃烧。
 
  对大多数金属激光切割则使用活性气体(只要是O2),形成与炽热金属发生氧化放热反应,这部分附加热量可提高切割速度1/3~1/2。当高速切割薄型材料时,需要较高的气体压力以防止切口背面粘渣(热粘渣到工件上还会损伤切边)。当材料厚度增加或切割速度较慢时则气体压力宜适当降低,为了防止塑料切边霜化,也以较低气体压力切割为好。
 
关键词: 切割机 激光切割机

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