激光切割機(jī)工藝手冊

....第一章激光切割方法1.1激光消融切割在激光消融切割中，工件被局部消融后借助氣流把消融的資料發(fā)射出去。由于資料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下，所以該過程被稱作激光消融切割。激光光束配上高純惰性切割氣體促使消融的資料走開割縫，而氣體自己不參于切割?！す庀谇懈钅軌颢@取比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量平時(shí)高于把資料消融所需的能量。在激光消融切割中，激光光束只被部分吸收。——最大切割速度隨著激光功率的增加而增加，隨著板材厚度的增加和材料消融溫度的增加而幾乎反比率地減小。在激光功率必然的情況下，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和資料的熱傳導(dǎo)率?！す庀谇懈铌P(guān)于鐵制資料和鈦金屬能夠獲取無氧化切口?！a(chǎn)生消融但不到氣化的激光功率密度，關(guān)于鋼資料來說，在104W/cm2～105W/cm2之間。1.2激光火焰切割激光火焰切割與激光消融切割的不同樣之處在于使用氧氣作為切割氣體。借.word資料可編寫.....助于氧氣和加熱后的金屬之間的互相作用，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使資料進(jìn)一步加熱。由于此效應(yīng)，關(guān)于同樣厚度的結(jié)構(gòu)鋼，采用該方法可獲取的切割速率比消融切割要高。另一方面，該方法和消融切割對(duì)照可能切口質(zhì)量更差。實(shí)質(zhì)上它會(huì)生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。——激光火焰切割在加工精美模型和尖角時(shí)是不好的（有燒掉尖角的危險(xiǎn)）。能夠使用脈沖模式的激光來限制熱影響?！玫募す夤β蕸Q定切割速度。在激光功率必然的情況下，限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和資料的熱傳導(dǎo)率。1.3激光氣化切割在激光氣化切割過程中，資料在割縫處發(fā)生氣化，此情況下需要特別高的激光功率。為了防范資料蒸氣冷凝到割縫壁上，資料的厚度必然不要大大高出激光光束的直徑。該加工所以只合適于應(yīng)用在必定防范有消融資料消除的情況下。該加工實(shí)質(zhì)上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。該加工不能夠用于，象木材和某些陶瓷等，那些沒有消融狀態(tài)所以不太可能讓資料蒸氣再凝結(jié)的資料。別的，這些資料平時(shí)要達(dá)到更厚的切口。——在激光氣化切割中，最優(yōu)光束聚焦取決于資料厚度和光束質(zhì)量?！す夤β势胶突療釋?duì)最優(yōu)焦點(diǎn)地址只有必然的影響?！诎宀暮穸缺厝坏那闆r下，最大切割速度反比于資料的氣化溫度?！璧募す夤β拭芏纫笥?08W/cm2，并且取決于資料、切割深度和光束焦點(diǎn)地址。.word資料可編寫.....——在板材厚度必然的情況下，假設(shè)有足夠的激光功率，最大切割速度受到氣體射流速度的限制。第二章加工過程“加工過程”指激光光束、加工氣體和工件之間的互相作用。2.1切割過程該過程發(fā)生的地域是切割從前。作用在該切割從前的激光必定加熱工件到把資料消融平和化所需的溫度。切割平面由一個(gè)幾乎垂直的平面組成，該平面被吸取的激光輻射加熱并熔化?！诩す饣鹧媲懈钪校撓趨^(qū)被進(jìn)入割縫的氧氣流進(jìn)一步加熱，達(dá)到湊近沸點(diǎn)的溫度。產(chǎn)生的氣化把資料移走。同時(shí)，借助于加工氣體，液化資料從工件下部排出?！诩す庀谇懈钪?，液化資料隨氣體排出，該氣體也保護(hù)割縫以防氧化。連續(xù)的消融區(qū)沿著切割方向逐漸滑移。所以獲取一條連續(xù)割縫。激光切割過程的好多重要活動(dòng)發(fā)生在該地域。對(duì)這些活動(dòng)的解析能夠獲取.word資料可編寫.....激光切割的重要信息。這樣，就可以計(jì)算切割速度并講解牽引線特點(diǎn)的形成。2.2資料特點(diǎn)在工件進(jìn)步行切割活動(dòng)的結(jié)果可能是齊整的切口，也許相反，邊緣粗糙或過燒。影響切割質(zhì)量最重要的因數(shù)是：——合金成份——資料的微觀結(jié)構(gòu)——表面質(zhì)量——表面粗糙度——表面辦理——光束反射——熱傳導(dǎo)率——熔點(diǎn)——熱熔解——?dú)饣瘻囟群辖鸪煞莺辖鸪煞菰诒厝怀潭壬嫌绊懼Y料的強(qiáng)度、比重、可焊接性、抗氧化能力和酸性。鐵合金資料中的一些重要元素有：碳、鉻、鎳、鎂和鋅。碳含量越高，資料越難切（臨界值認(rèn)為是含碳0.8％）。以下型號(hào)碳鋼用激光切割收效是很好的：St37-2，StW22，DIN1.203。.word資料可編寫.....資料的基本微觀結(jié)構(gòu)一般來說，組成資料的顆粒越細(xì)，切割邊緣的質(zhì)量越好。表面質(zhì)量和粗糙度若是表面有生銹地域或氧化層，那么切割的輪廓將不規(guī)則并出現(xiàn)好多破壞點(diǎn)。若是要切割漣漪板，就選擇最大厚度切割參數(shù)。表面辦理最常用的表面辦理有鍍鋅、聚焦鍍鋅、涂漆、陽極電鍍或覆蓋分層塑料膠片?！娩\辦理過的板材易于在邊緣出現(xiàn)掛渣?！P(guān)于涂漆的板材，切割質(zhì)量依賴于所涂產(chǎn)品成份的組成。如何進(jìn)行涂漆資料的加工：第一趟選擇一組功率?。ǖ褡粒┑挠糜趯?duì)辦理表面作預(yù)燒打標(biāo)的參數(shù)。第二趟選擇一組用于資料切割的參數(shù)。有分層資料涂層的板材特別合適激光切割。為了使電容式探測無故障工作，讓分層涂層獲取最優(yōu)粘合，（防范產(chǎn)生浮泡），分層邊必定總是在切割工件的上部。光束反射光束在工件表面如何反射取決于基本資料、表面粗糙度和辦理。一些鋁合金、銅、黃銅和不銹鋼板材擁有高反射率的特點(diǎn)。切割這些資料時(shí)，要特別注意調(diào)治好焦點(diǎn)地址。熱傳導(dǎo)率焊接時(shí)，低熱傳導(dǎo)率的資料，和高熱傳導(dǎo)率的資料對(duì)照，需要更小的功.word資料可編寫.....率。比方，關(guān)于鉻鎳合金鋼，所需的功率要小于結(jié)構(gòu)鋼的，對(duì)加工產(chǎn)生的熱的吸取也更少。另一方面，比方銅、鋁和黃銅這些資料消失掉一大多半經(jīng)過吸取激光產(chǎn)生的熱。由于熱從光束目標(biāo)點(diǎn)處傳導(dǎo)開了，所以熱影響區(qū)的資料更難消融了。熱影響區(qū)激光火焰切割和激光消融切割會(huì)以致切割資料邊緣地域發(fā)生資料變異。關(guān)于熱影響地域的范圍與基本資料和資料厚度的之間關(guān)系，下表列出了一些參照數(shù)值。資料厚度熱影響地域[mm][mm]St37碳鋼鋁10.050.050.1020.100.100.2030.150.150.3040.200.350.4050.250.340.5060.300.550.6080.400.750.70100.500.85------120.60------------——當(dāng)加工低碳鋼或無氧鋼時(shí)，熱影響區(qū)的淬火減少了?！P(guān)于高碳鋼（比方Ck60），會(huì)出現(xiàn)邊緣地域變硬的現(xiàn)象。——關(guān)于硬軋鋁合金，熱影響區(qū)甚至?xí)绕溆嗖糠稚晕④浺恍?.3不同樣資料的可加工性結(jié)構(gòu)鋼.word資料可編寫.....該資料用氧氣切割時(shí)會(huì)獲取較好的結(jié)果。使用CW模式激光。當(dāng)加工特別小的曲線控制系統(tǒng)改變進(jìn)給速率時(shí)，它經(jīng)過調(diào)治使激光功率和軸進(jìn)給速率相適應(yīng)。當(dāng)用氧氣作為加工氣體時(shí)，切割邊緣會(huì)稍微氧化。關(guān)于厚度達(dá)4mm的板材，能夠用氮?dú)庾鳛榧庸怏w進(jìn)行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會(huì)被氧化。復(fù)雜輪廓和小孔（直徑小于資料厚度）應(yīng)該用脈沖模式切割。這樣能夠避免切掉尖角?！己吭礁?，切割邊緣越易淬火，拐角越易過燒。——合金含量高的板材比低的更難切割。——氧化或噴砂辦理過的表面會(huì)獲取更差的切割質(zhì)量。——板材表面的余熱對(duì)切割結(jié)果有負(fù)面影響?！穸仍?0mm以上的板材，對(duì)激光器使用特別極板并且在加工中給工件表面涂油能夠獲取較好的收效。油膜減少熔渣粘到表面并極大地幫助切割。油膜不影響切割活動(dòng)的收效?！獮榱顺魪埩Γ磺懈罱?jīng)二次辦理過的鋼板。沸騰條件下消融鋼鐵中的不純成份實(shí)質(zhì)上對(duì)切割結(jié)果有很大影響。——為了切割表面潔凈的結(jié)構(gòu)鋼，須依照以下提示：·Si≤0.04％：首選，激光加工很好·Si<0.25％：某些情況下會(huì)獲取稍微差點(diǎn)的切口·Si>0.25％：不合適激光切割，可能會(huì)獲取更差的或不一致的結(jié)果。注意：關(guān)于達(dá)到St52的鋼鐵，依照DIN標(biāo)準(zhǔn)的同意量為Si≤0.55％。該指標(biāo)關(guān)于激光加工來說太不精確了。.word資料可編寫.....不銹鋼切割不銹鋼需要：——使用氧氣，在邊緣氧化不重要的情況下?！褂玫?dú)庖垣@取無氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作辦理了。——用可能獲取的高激光功率，同時(shí)采用高壓氮?dú)?，比用氧氣可能?huì)獲取相當(dāng)?shù)幕蚋叩那懈钏俣??！獮榱擞玫獨(dú)馇?mm以上的不銹鋼，并且無毛刺，調(diào)治焦點(diǎn)地址是必要的。重新設(shè)焦點(diǎn)地址并降低速度，即可能獲取潔凈的切口，自然無法防范小毛刺?！诎宀谋砻嫱繉佑湍?huì)獲取更好的穿孔收效，而不降低加工質(zhì)量。關(guān)于不銹鋼，請(qǐng)選擇：——氧氣切割：關(guān)于5mm以上的厚板材，降低進(jìn)給速度，激光采用脈沖模式?！P(guān)于穿孔和切割采用同樣的噴嘴高度。鋁鋁及其合金更適適用連續(xù)模式切割。盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材能夠切割，這取決于合金種類和激光器能力。鋁能夠用氧切割或高壓氮切割：當(dāng)用氧切割時(shí)，切割表面粗糙而堅(jiān)硬。只產(chǎn)生一點(diǎn)火焰，但卻難以除掉?！玫?dú)鈺r(shí)，切割表面圓滑。當(dāng)加工3mm以下的板材時(shí)，經(jīng)過最優(yōu)調(diào)整后能夠獲取事實(shí)上無毛刺的切口。關(guān)于更厚的板材，會(huì)產(chǎn)生難以去除的毛刺?！冧X由于其高純特別難切割?！辖鸷吭礁?，資料越易切割。建議：只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸取”裝置的時(shí)候才能切割鋁材。否則.word資料可編寫.....反射會(huì)破壞光學(xué)組件。鈦鈦板材用氬氣和氮?dú)庾鳛榧庸怏w來切割。其余參數(shù)能夠參照鎳鉻鋼。銅和黃銅——兩種資料都擁有高反射率和特別好的熱傳導(dǎo)性?！穸?mm以下的黃銅能夠用氮?dú)馇懈??！穸?mm以下的銅能夠切割，加工氣體必定用氧氣。建議：只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸取”裝置的時(shí)候才能切割銅和黃銅。否則反射會(huì)破壞光學(xué)組件。合成資料危險(xiǎn)：切割合成資料時(shí)要牢記切割的危險(xiǎn)和可能排放的危險(xiǎn)物質(zhì)?？杉庸さ暮铣少Y料有：熱塑性塑料、熱硬化資料和人造橡膠。用激光切割機(jī)來加工PVC或聚乙烯是不能夠的，由于釋放的氣體是有毒的。關(guān)于這兩種材料，最好使用水壓切割。丙烯酸玻璃能夠用激光切割。氮?dú)庥米骷庸怏w，氣壓必定低于0.5bar。這樣能夠獲取圓滑的切割表面。有機(jī)物危險(xiǎn)：在所有有機(jī)物切割中都存在著著火的危險(xiǎn)（用氮?dú)庾鳛榧庸怏w，也能夠用壓縮空氣作為加工氣體）。木材、皮革、紙板和紙能夠用激光切割。切割邊緣會(huì)燒焦（褐色）。進(jìn)給.word資料可編寫.....速度越高，碳化越少。當(dāng)加工膠合板時(shí)，不能夠能保證會(huì)有潔凈的切口，由于每層膠依照其種類和種類而成份不同樣。其余資料相關(guān)您感興趣的其余資料的信息能夠從我公司的用戶工程服務(wù)部門獲取。資料的可切割厚度（生產(chǎn)值mm）最大能夠切割的厚度只在最優(yōu)的機(jī)床和參數(shù)調(diào)整的情況下才有可能（最大值mm）.word資料可編寫.....2.4激光脈沖模式模式表示符號(hào)應(yīng)用例子→結(jié)構(gòu)鋼用O2連續(xù)模式－低壓切割→鋁用N2－一般切割→不銹鋼用N2CW－高壓切割恒定功率切可獲取相對(duì)精美的切割?！越Y(jié)構(gòu)鋼為例：門脈沖－穿孔－輪廓上的小孔GP－微小輪廓－小孔直徑為資料厚度的一半－細(xì)輪廓→銅用N2超脈沖－穿孔→不銹鋼用O2－高反射率的→耐熱的碳鋼用O2SP資料增加激光功率用100％CW＋超脈沖（Inox＋鋁合金用N2）。穿孔時(shí)，收效和增加頻率獲取的相超強(qiáng)脈沖－穿孔對(duì)：HP→厚板的快速穿孔，有少量碎屑→鋅鋼用O2.word資料可編寫.....2.5氣體參數(shù)氣體參數(shù)包括：——?dú)怏w種類——?dú)鈮骸獓娮熘睆胶蛶缀谓Y(jié)構(gòu)氣壓和噴嘴幾何結(jié)構(gòu)決定了邊緣粗糙度和毛刺的生成。加工氣體耗資取決于噴嘴直徑平和壓。關(guān)于加工氣體的更多信息在“維涵保養(yǎng)手冊——?dú)怏w控制”章節(jié)里?！懈顨鈮涸?bar以下為低壓，達(dá)20bar為高壓?！Ｓ玫那懈顕娮鞛殄F體狀的圓形口?！３謬娮旌凸ぜ砻嬷g的間距盡可能的小是必要的。距離越小，有效沖擊割縫壁的氣體質(zhì)量就越高。經(jīng)常使用0.5到1.5之間的間距。第三章激光加工3.1穿孔穿孔的參數(shù)值不同樣于切割的參數(shù)值。連續(xù)模式穿孔優(yōu)點(diǎn)：快速穿孔。弊端：產(chǎn)生穿孔坑。脈沖模式穿孔優(yōu)點(diǎn)：小的穿孔洞。弊端：耗時(shí)注意：板材厚度（mm）大體對(duì)應(yīng)于穿孔時(shí)間（s）。若是板材切掉的部分和節(jié)余部分都要，就直接在輪廓上使用脈沖穿孔功.word資料可編寫.....能。3.2碳鋼的起切和結(jié)束切穿孔平時(shí)用CW模式。該種類穿孔更快，但它產(chǎn)生一個(gè)比用脈沖穿孔更大的孔。由于此原因，起切穿孔的地址平時(shí)選在輪廓外邊。穿孔和實(shí)質(zhì)輪廓之間的切割長度稱作起切部分。激光光束焦點(diǎn)在起切部分尾端和輪廓之間的可能變化，經(jīng)過工件上切口邊緣的不平，是能夠鑒識(shí)出來的。用戶必定盡可能地把起切部分設(shè)在幾何單元一側(cè)的理想伸展線上。在小表面內(nèi)輪廓情況下，讓穿孔過程中產(chǎn)生的熱在開始切割從前發(fā)散掉非常重要。防范把穿孔設(shè)在狹窄的地域，而設(shè)成相對(duì)輪廓成大角度。這有利于熱發(fā)散。起切長度取決于板材厚度和孔的直徑3.4拐角的加工.word資料可編寫.....有半徑的鈍角的加工在可能的地方，防范無半徑的拐角。有半徑拐角與無半徑的對(duì)照有以下優(yōu)點(diǎn)：——軸搬動(dòng)的動(dòng)向性能更好——熱影響區(qū)減少——毛刺的產(chǎn)生更少最優(yōu)倒圓半徑：R最優(yōu)＝板材厚度（mm）除以10，但不小于1mm當(dāng)內(nèi)板材上要求無半徑拐角時(shí)，最大多半徑：邊緣＝切口寬度的一半有了這種光束，依舊能夠產(chǎn)生無半徑的拐角，而現(xiàn)在，軸動(dòng)向地搬動(dòng)：.word資料可編寫.....薄板上的尖角采用孔眼在薄板上高速切割時(shí)，建議使用孔眼技術(shù)。這種解決方法有以下優(yōu)點(diǎn)：——軸以固定的方向變化經(jīng)過尖角?！ぜ约阂院闼偾懈睢！獪p少了拐角處的熱影響。第四章工藝試驗(yàn)4.1脈沖模式切割對(duì)某些模型使用脈沖模式激光切割?！?到6mm厚的板材——切割速率大體比CW模式低60％——1到6mm厚的板材更合適脈沖切割——另一方面，8到12mm的板材用脈沖模式更難加工——不要用脈沖模式切割內(nèi)部工件4.2無氧化切割不銹鋼關(guān)于孔和其余剪切塊，介紹把從起切到加工輪廓的過渡塊設(shè)為合適的圓弧。.word資料可編寫.....4.3無氧化切割木材和鋁孔的起切起切的長度取決于板材厚度和孔的直徑。4.4柵格柵條能夠由不同樣的金屬造成。銅柵條壽命最長，由于它對(duì)熱應(yīng)力抵抗力最強(qiáng)。熔渣很簡單去掉。銅的高反射率關(guān)于切割薄板和小孔（孔不精確）或無氧化切割（產(chǎn)生等離子體，攪亂光束）有負(fù)面影響。碳鋼和V2A是對(duì)切割過程干擾最小的資料。碳鋼和V2A柵條能夠由客戶自己切割。切割的設(shè)計(jì)在PC機(jī)的硬盤上。柵條的壽命取決于加工過程中所用的激光功率。碳鋼的優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)V2A的優(yōu)點(diǎn)：由于此資料的種類，濺射的資料不會(huì)氧化到柵格上。建議：用O2切割柵條。4.5評(píng)估切口.word資料可編寫.....結(jié)構(gòu)鋼：用O2切割弊端可能原因解決方法無毛刺，牽引線一致功率合適進(jìn)給速率合適底部的牽引線有很大的偏移，底部的切口更寬底面上的毛刺近似熔渣，成點(diǎn)滴狀并簡單除掉連在一起的金屬毛刺能夠作為一整塊被除掉底面上的金屬毛刺很難除掉只在一邊上有毛刺

進(jìn)給速率太高減小進(jìn)給速率激光功率太低增加激光功率氣壓太低加大氣壓焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)進(jìn)給速率太高減小進(jìn)給速率氣壓太低加大氣壓焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)進(jìn)給速率太高減小進(jìn)給速率氣壓太低加大氣壓氣體不純使用更純的氣體焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)噴嘴對(duì)中不正確對(duì)中噴嘴噴嘴口出弊端換噴嘴結(jié)構(gòu)鋼：用O2切割弊端可能原因消除出現(xiàn)此情況馬上按暫功率太低停按鈕，以防范溶渣資料從上面排出飛濺到聚焦鏡上。進(jìn)給速率太高爾后增加功率減小進(jìn)給速率.word資料可編寫.....傾斜面切割兩面好，兩面差極化反射鏡不合適，檢查極化反射鏡安裝不正確或出弊端極化反射鏡安裝在了檢查偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)鏡的地址出現(xiàn)此情況馬上按暫藍(lán)色等離子體，工件未切透停按鈕，以防范溶渣加工氣體錯(cuò)誤飛濺到聚焦鏡上。（N2）進(jìn)給速率太高使用氧氣作為加工氣體功率太低減小進(jìn)給速率增加功率減小氣壓氣壓太高切割表面不精美更換噴嘴噴嘴破壞了安裝合適的噴嘴噴嘴直徑太大使用表面圓滑均勻的材資料不好料無毛刺，牽引線傾斜切口在底部變得更狹窄進(jìn)給速率太高減小進(jìn)給速率結(jié)構(gòu)鋼：用O2切割弊端可能原因消除產(chǎn)生彈坑氣壓太高減小氣壓.word資料可編寫.....進(jìn)給速率太低增加進(jìn)給速率焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)板材表面有銹使用質(zhì)量更好的資料加工的工件過熱資料不純焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)特別粗糙的切割表面氣壓太高減小氣壓進(jìn)給速率太低增加進(jìn)給速率資料太熱冷卻資料不銹鋼：用N2高壓切割弊端可能原因解決方法產(chǎn)生點(diǎn)滴狀的微小規(guī)則毛刺焦點(diǎn)太低抬高焦點(diǎn)進(jìn)給速率太高減小進(jìn)給速率兩邊都產(chǎn)生長的不規(guī)則的細(xì)絲狀進(jìn)給速率太低增加進(jìn)給速率毛刺，大板材的表面變色焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)氣壓太低加大氣壓資料太熱冷卻資料只在切割邊緣的一邊產(chǎn)生長的不噴嘴未對(duì)中對(duì)中噴嘴規(guī)則的毛刺焦點(diǎn)太高降低焦點(diǎn)氣壓太低加大氣壓速度太低提高速度切割邊緣發(fā)黃氮?dú)饫锖醒鯕怆s質(zhì)使用質(zhì)量好的氮?dú)膺M(jìn)給速率太高出現(xiàn)此情況馬上按暫在直線截面上產(chǎn)生等離子體停按鈕，以防范溶渣飛濺到聚焦鏡上.word資料可編寫.....功率太低焦點(diǎn)太低減小進(jìn)給速率增加功率抬高焦點(diǎn)進(jìn)給速率太高減小進(jìn)給速率光束分別功率太低增加功率焦點(diǎn)太低抬高焦點(diǎn)角度公差太高減小角度公差拐角處產(chǎn)生等離子體調(diào)制太高減小調(diào)制或加