激光切割工藝二

^匯田激光＜激光切割工藝二＞■激光切割工藝切割工藝與下述因素關(guān)系緊密：激光模式激光功率焦點(diǎn)位置噴嘴高度噴嘴直徑輔助氣體輔助氣體純度輔助氣體流量輔助氣體壓力切割速度板材材質(zhì)板材表面質(zhì)量（如生銹、異物等）與切割相關(guān)的各工藝參數(shù)如下圖所示。切割氣體類型輔助氣體壓力光束直徑透鏡焦距割嘴直徑—割縫寬焦點(diǎn)割嘴相對板面距離L材料表面圖1切割工藝參數(shù) 匯田激光＜激光切割工藝二＞■一激光模式激光器的模式對切割影響很大，切割時要求到達(dá)鋼板表面的模式較好。這與激光器本身的模式和外光路鏡片的質(zhì)量有直接的關(guān)系。TEMooTEM01激光束橫截面上光強(qiáng)的分布情況稱為激光橫模。一般籠統(tǒng)地把橫模當(dāng)作激光模式。用符號TEMmn表示各種橫向模式。TEM表示橫向電磁波，m、n均為正整數(shù)，分別表示在x軸和y軸方向上光強(qiáng)為零的那些點(diǎn)的序數(shù)，稱為模式序數(shù)。下圖示出了幾種不同的激光束橫模的光斑。TEM00模又稱基模，其光斑中任何一點(diǎn)光強(qiáng)都不為零。若光斑在x方向上有一點(diǎn)光強(qiáng)為零，稱為TEM10模；在y方向上有一點(diǎn)光強(qiáng)為零，稱為TEM01模。以此類推，模式序數(shù)m和n越大，光斑中光強(qiáng)為零的點(diǎn)的數(shù)目越多。有不同橫向模式的激光束稱為多模。TEMooTEM01TETtoi TEMio TEMn圖2模式光斑上圖中，TEM00模，稱為基模。TEM*01模，是單環(huán)模，也叫準(zhǔn)基模。為了與TEM01區(qū)分，特地加上星號*。TEM01模與TEM10模其實(shí)可視為相同的模式，因?yàn)閄、丫軸原本就是人為劃分的。下面示出的是幾種模式的立體圖。圖3TEM00模式立體圖1^3匯田激光＜激光切割工藝二＞■圖6多模二焦點(diǎn)位置焦點(diǎn)位置是一個關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)正確調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置。.焦點(diǎn)位置與切割面的關(guān)系焦點(diǎn)位置示意圖特征噴嘴——適用于5毫米以下薄碳鋼等。（切斷面）零焦距焦點(diǎn)在工件」h表面切幅焦點(diǎn)在工件上表面，所以，切割光滑，下表面則不光滑。

喑3匯田激光＜激光切割工藝二＞■負(fù)焦距焦點(diǎn)在工件表面下噴嘴Ah1/一切幅鋁材、不銹鋼等工件采用這種方式。（切斷面）焦點(diǎn)在中央，偏下部因此平滑面范圍較大，切幅比零焦距的切幅寬，切割氣體流量較大，穿孔時間較零焦距為長。正焦距焦點(diǎn)在工件表面上噴心、1——111/匕二切幅切割厚鋼板時采用（一般使用氧氣）。厚鋼板切斷時，切斷用氧氣的氧化作用必須從上面到底面。因厚板之故切幅要寬，這樣的設(shè)定可得較寬的切幅。切斷面和瓦斯切斷類似，可以說是用氧氣吹斷，因此斷面較粗糙。.焦點(diǎn)位置對切割斷面的影響.焦點(diǎn)尋找1）焦點(diǎn)調(diào)試方法：基本思路：使用美紋膠在噴嘴口通過調(diào)節(jié)焦點(diǎn)距離分別打光，然后查看所擊穿的孔的大小，孔最小的那個位置值則為焦點(diǎn)。找出焦點(diǎn)以后再根據(jù)切割工藝尋找最佳焦點(diǎn)進(jìn)行切割。三噴嘴噴嘴形狀、噴嘴孔徑、噴嘴高度（噴嘴出口與工件表面之間的距離）等，均會影響切割的效果。

匯田激光＜激光切割工藝二＞|5匯田激光＜激光切割工藝二＞|5圖7噴嘴.噴嘴的作用(1)防止熔漬等雜物往上反彈，穿過噴嘴，污染聚焦鏡片。(2)控制氣體擴(kuò)散面積及大小，從而控制切割質(zhì)量。圖8沒有噴嘴時，氣體噴出的情況圖9有噴嘴時，氣體噴出的情況.噴嘴與切割品質(zhì)的關(guān)系噴嘴出口孔中心與激光束的同軸度是影響切割質(zhì)量優(yōu)劣的重要因素之一，工件越厚，影響越大。當(dāng)噴嘴發(fā)生變形或有熔漬時，將直接影響同軸度。故噴嘴應(yīng)小心保存，避免碰傷以免造成變形。噴嘴形狀和尺寸的制造精度高，安裝時應(yīng)注意方法正確。如果由于噴嘴的狀況不良，從而需要要改變切割時的各項(xiàng)條件，那就不如更換新的噴嘴。如果噴嘴與激光不同軸，將對切割質(zhì)量產(chǎn)生如下影響。

力兀力兀匯田激光＜激光切割工藝二〉a.對切割斷面的影響如圖所示，當(dāng)輔助氣體從噴嘴吹出時，氣量不均勻，出現(xiàn)一邊有熔漬，另一邊沒有的現(xiàn)象。對切割3mm以下薄板時，它的影響較小，切割3mm以上時，影響較嚴(yán)重，有時無法切透。激光圖10同軸度對切割斷面的影響b.對尖角的影響工件有尖角或角度較小時，容易產(chǎn)生過熔現(xiàn)象，厚板則可能無法切割。c.對穿孔的影響穿孔不穩(wěn)定，時間不易控制，對厚板會造成過熔，且穿透條件不易掌握。對薄板影響較小。.噴嘴孔與激光束同軸度的調(diào)整噴嘴孔與激光束的同軸度的調(diào)整步驟如下：(1)在噴嘴的出口端面涂抹印泥(一般以紅色為好)，將不干膠帶貼在噴嘴出口端面上。如圖所示。-白色不干膠帶圖11調(diào)整同軸步驟1(2)用10?20瓦的功率，手動打孔。(3)取下不干膠紙，注意保持其方向，以便與噴嘴相比照。正常情況下，不干膠紙上會留下一個黑點(diǎn)，是被激光燒損的。但如果噴嘴中心偏離激光

藕寫匯田激光＜激光切割工藝二＞■束中心過大時，將無法看到這個黑點(diǎn)（激光束射到了噴嘴的壁上）。圖12噴嘴偏離太大（4）如果打出的中心點(diǎn)時大時小，請注意條件是否一致，聚焦鏡是否松動。圖13聚焦鏡松動（5）注意觀察黑點(diǎn)偏離噴嘴中心的方向，調(diào)整噴嘴位置。藤碉匯田激光＜激光切割工藝二＞?圖14調(diào)整噴嘴位置，與激光束同軸.噴嘴孔徑孔徑大小對切割質(zhì)量和穿孔質(zhì)量有關(guān)鍵性的影響。如果噴嘴孔徑過大，切割時四處飛濺的熔化物，可能穿過噴嘴孔，從而濺污鏡片。孔徑越大，幾率越高，對聚焦鏡保護(hù)就越差，鏡片壽命也就越差。令噴嘴孔徑的比較噴嘴孔徑氣體流速（量）熔融物去除能力小快大大慢小令噴嘴61、61?5的差異噴嘴直徑薄板（3mm以下）厚板（3mm以上）切割功率較高'，散熱時間較長，切割時間亦較長“1切割面較細(xì)氣體擴(kuò)散面積小，不太穩(wěn)定，基本可用“1.5切割面會較粗，轉(zhuǎn)角地方易有溶漬氣體擴(kuò)散面積大，氣體流速較慢，切割時較穩(wěn)定.噴嘴高度的調(diào)整噴嘴高度即噴嘴出口與工件表面之間的距離。此高度設(shè)定范圍在0.5mm?4.0mm之間，而切割時一般我們會設(shè)定在0.7mm?1.2mm，過低會導(dǎo)致噴嘴易碰撞到工件表面，過高會降低輔助氣體的濃度和壓力,造成切割質(zhì)量下降。打孔時此高度要比切割高度略高，高度設(shè)定在3.5mm?4mm,這樣有效防止打孔時所產(chǎn)生的飛濺物污染聚焦鏡。圖2噴嘴高度 !g窗用I匯田激光＜激光切割工藝二＞?S)CutFo5.>1.00nunFeedrala>1000LLULlHULLCurrentLaser>ICG0口Frequency□HsetPressuref皿Fos.如圖Modulator>1.00BarModulator口WQHGastypeFo5.>1.00nunFeedrala>1000LLULlHULLCurrentLaser>ICG0口Frequency□HsetPressuref皿Fos.如圖Modulator>1.00BarModulator口WQHGastype匚eMmodeCapackrveDuty-cyclePowermu叩I由Ewtragastimeslab.TiptouchEnabled1.00nun即為噴嘴高度調(diào)節(jié)項(xiàng)。四切割速度切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個最佳值，這個最佳值約為最大切割速度的80%。1.速度過快如果切割速度過快，可能造成以下后果。1）可能無法切透，火花亂噴。2）有些區(qū)域可以切透，但有些區(qū)域無法切透。3）整個斷面較粗，但不產(chǎn)生溶漬。4）切割斷面呈斜條紋路，且下半部產(chǎn)生溶漬。噴嘴 '」"輔助氣體無法即時切.、七安田疝斷造成斜角無法即時切.、七安田疝斷造成斜角熔漬圖3速度過快牌爆匯田激光＜激光切割工藝二牌爆匯田激光＜激光切割工藝二＞■102,速度太慢1）造成過熔，切斷面較粗糙。2）切縫變寬，尖角部位整個溶化。3）影響切割效率。3.確定適當(dāng)?shù)那懈钏俣葟那懈罨鸹ㄅ袛噙M(jìn)給速度可否增快或減慢1）火花由上往下擴(kuò)散圖4切割速度正常2）火花若傾斜時，則說明切割速度太快。圖5切割速度過快3）火花呈現(xiàn)不擴(kuò)散且少，聚集在一起，則說明速度太慢。圖6切割速度過慢鬧口匯田激光＜激光切割工藝二＞■進(jìn)給速度適當(dāng)如圖，切割面呈現(xiàn)較平穩(wěn)線條，且下半部無熔漬產(chǎn)生。圖7切割速度正常五切割輔助氣體選擇切割輔助氣體的種類和壓力時，宜從以下幾方面考慮：一般使用氧氣切割普通碳鋼，低壓打孔，低壓切割。一般使用空氣切割非金屬。一般使用氮?dú)馇懈畈讳P鋼等。氣體純度越高，切割質(zhì)量越好。切割低碳鋼板純度至少99.6%以上，切割12mm以上碳鋼板建議氧氣純度99.9以上。切割不銹鋼板氮?dú)饧兌葢?yīng)達(dá)到99.6%以上。氮?dú)饧兌仍礁?，切割斷面質(zhì)量越好。如果切割用氣體純度不好要求，不但影響切割的質(zhì)量，而且會造成鏡片的污染。.輔助氣體對切割質(zhì)量的影響（1）氣體有助于散熱及助燃，吹掉溶漬，改善切割面品質(zhì)。（2）氣體壓力不足時，對切割的影響切割面產(chǎn)生熔漬。11瞬港匯田激光＜激光切割工藝二＞■切割速度無法增快，影響效率。(3)氣體壓力過高時，對切割質(zhì)量的影響氣流過大時，切割面較粗，且縫較寬。氣流過大時，造成切斷部分熔化，無法形成良好切割質(zhì)量。.輔助氣體對穿孔的影響(1)氣體壓力過低時，不易穿透，時間增長。(2)氣體壓力太高時，造成穿透點(diǎn)熔化，形成大的熔化點(diǎn)。所以薄板穿孔的壓力較高，厚板則較低。.切割有機(jī)玻璃時的輔助氣體有機(jī)玻璃屬于易燃物，為了得到透明光亮的切割面，所以選用氮?dú)饣蚩諝?，阻燃。如果選用氧氣，則切割質(zhì)量不夠好。必須在切割時根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇合適的壓力。氣體壓力越小，切割光亮度越高，產(chǎn)生的毛斷面越窄。但氣體壓力過低，造成切割速度慢，板面下出現(xiàn)火苗，影響下表面質(zhì)量。六激光功率12 怪,匯田激光＜激光切割工藝二＞■激光切割所需要的激光功率主要取決于切割類型以及被切割材料的性質(zhì)。汽化切割所