3015激光切割機(jī)工藝手冊

第一章激光切割方法

(完整word)30151.1激光熔化切割發(fā)生在其液態(tài)狀況下，所以該過程被稱作激光熔化切割。激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫，而氣體本身不參于切割?；璧哪芰?。在激光熔化切割中，激光光束只被局部吸取。而幾乎反比例地減小。在激光功率肯定的狀況下，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率.-—激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口?！a(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度，對于鋼材料來說,在104W/cm2～105W/cm2之間。1。2 激光火焰切割激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于使用氧氣作為切割氣體。借助于氧氣和加熱后的金屬之間的相互作用，產(chǎn)生化學(xué)反響使材料進(jìn)一步加熱。由于此效應(yīng)，對于一樣厚度的構(gòu)造鋼，承受該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面，該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量.1(完整word)3015——激光火焰切割在加工周密模型和尖角時是不好的〔有燒掉尖角的危急?？梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響。-—所用的激光功率打算切割速度。在激光功率肯定的狀況下，限制因數(shù)就是氧氣的供給和材料的熱傳導(dǎo)率。1.3激光氣化切割在激光氣化切割過程中，材料在割縫處發(fā)生氣化,此狀況下需要格外高的激光功率.為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上,材料的厚度肯定不要大大超過激光光束的直徑.該加工因而只適合于應(yīng)用在必需避開有熔化材料排解的狀況下.該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。該加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些沒有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再分散的材料.另外,這些材料通常要到達(dá)更厚的切口?！诩す鈿饣懈钪校顑?yōu)光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。-—激光功率和氣化熱對最優(yōu)焦點位置只有肯定的影響。-—在板材厚度肯定的狀況下，最大切割速度反比于材料的氣化溫度。—-所需的激光功率密度要大于10W/cm2,并且取決于材料、切割深度和光束焦點位置?！?在板材厚度肯定的狀況下，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。其次章加工過程2(完整word)3015“加工過程”指激光光束、加工氣體和工件之間的相互作用。2。1 切割過程所需的溫度。切割平面由一個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。生的氣化把材料移走。同時，借助于加工氣體，液化材料從工件下部排出.--在激光熔化切割中，液化材料隨氣體排出，該氣體也保護(hù)割縫以防氧化.連續(xù)的熔化區(qū)沿著切割方向漸漸滑移。因而得到一條連續(xù)割縫.息。這樣，就可以計算切割速度并解釋牽引線特性的形成.2。2 材料特性在工件上進(jìn)展切割活動的結(jié)果可能是干凈的切口，或者相反，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-—材料的微觀構(gòu)造3(完整word)3015-—外表質(zhì)量--外表粗糙度——外表處理-—光束反射—-熱傳導(dǎo)率-—熔點-—熱熔解合金成份合金成份在肯定程度上影響著材料的強(qiáng)度、比重、可焊接性、抗氧化力量和酸性。鐵合金材料中的一些重要元素有：碳、鉻、鎳、鎂和鋅?！才R界值認(rèn)為是含碳0.8％〕.以下型號碳鋼用激光切割效果是很好的：St37-2，StW22,DIN1.203。材料的根本微觀構(gòu)造一般來說，組成材料的顆粒越細(xì),切割邊緣的質(zhì)量越好.外表質(zhì)量和粗糙度假設(shè)外表有生銹區(qū)域或氧化層，那么切割的輪廓將不規(guī)章并消滅很多破損點。假設(shè)要切割波浪板，就選擇最大厚度切割參數(shù)。外表處理最常用的外表處理有鍍鋅、聚焦鍍鋅、涂漆、陽極電鍍或掩蓋分層塑料膠片?！?用鋅處理過的板材易于在邊緣消滅掛渣。--對于涂漆的板材，切割質(zhì)量依靠于所涂產(chǎn)品成份的組成。4如何進(jìn)展涂漆材料的加工：

(完整word)3015第一趟選擇一組功率小(雕刻)的用于對處理外表作預(yù)燒打標(biāo)的參數(shù).其次趟選擇一組用于材料切割的參數(shù)。有分層材料涂層的板材格外適合激光切割。為了使電容式探測無故障工作，讓分層涂層得到最優(yōu)粘合,〔避開產(chǎn)生浮泡，分層邊必需總是在切割工件的上部。光束反射光束在工件外表如何反射取決于根本材料、外表粗糙度和處理。一些鋁合金、銅、黃銅和不銹鋼板材具有高反射率的特點。切割這些材料時，要特別留意調(diào)整好焦點位置。熱傳導(dǎo)率焊接時，低熱傳導(dǎo)率的材料，和高熱傳導(dǎo)率的材料相比，需要更小的功率。比方，對于鉻鎳合金鋼，所需的功率要小于構(gòu)造鋼的，對加工產(chǎn)生的熱的吸取也更少。另一方面，比方銅、鋁和黃銅這些材料散失掉一大局部通過吸取激光產(chǎn)生的熱。由于熱從光束目標(biāo)點處傳導(dǎo)開了，所以熱影響區(qū)的材料更難熔化了.熱影響區(qū)激光火焰切割和激光熔化切割會導(dǎo)致切割材料邊緣區(qū)域發(fā)生材料變異。材料厚度［材料厚度［[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---——-5120。60——--—-—-—--—120。60——--—-—-—--——-當(dāng)加工低碳鋼或無氧鋼時,熱影響區(qū)的淬火削減了?！?對于高碳鋼(比方Ck60，會消滅邊緣區(qū)域變硬的現(xiàn)象。--對于硬軋鋁合金，熱影響區(qū)甚至?xí)绕溆嗑植柯晕④浺恍?.3構(gòu)造鋼該材料用氧氣切割時會得到較好的結(jié)果。使用CW模式激光。當(dāng)加工格外小的曲線掌握系統(tǒng)轉(zhuǎn)變進(jìn)給速率時，它通過調(diào)整使激光功率和軸進(jìn)給速率相適應(yīng)。當(dāng)用氧氣作為加工氣體時，切割邊緣會稍微氧化。對于厚度達(dá)4mm的板材，可以用氮氣作為加工氣體進(jìn)展高壓切割。這種狀況下，切割邊緣不會被氧化。簡單輪廓和小孔〔直徑小于材料厚度〕應(yīng)當(dāng)用脈沖模式切割。這樣可以避開切掉尖角?！?碳含量越高,切割邊緣越易淬火,拐角越易過燒?！辖鸷扛叩陌宀谋鹊偷母y切割。——氧化或噴砂處理過的外表會得到更差的切割質(zhì)量。——板材外表的余熱對切割結(jié)果有負(fù)面影響?！穸仍?0mm以上的板材，對激光器使用特別極板并且在加工中給工件外表涂油可以得到較好的效果。油膜削減熔渣粘到外表并極大地幫助切割。油膜不影響切割活動的效果?！獮榱讼藦埩?，只切割經(jīng)二次處理過的鋼板。沸騰條件下熔化鋼鐵中的不純成份實際上對切割結(jié)果有很大影響。--為了切割外表干凈的構(gòu)造鋼，須遵循以下提示：·Si≤0。04％：首選,激光加工很好·Si0。25％:某些狀況下會得到略微差點的切口6(完整word)3015·Si>0.25%：不適合激光切割，可能會得到更差的或不全都的結(jié)果.留意：對于到達(dá)St52的鋼鐵,依據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)的容許量為Si≤0。55％。該指標(biāo)對于激光加工來說太不準(zhǔn)確了.不銹鋼切割不銹鋼需要：——使用氧氣，在邊緣氧化不要緊的狀況下?！?使用氮氣以得到無氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。-—用可能得到的高激光功率,同時承受高壓氮氣,比用氧氣可能會得到相當(dāng)?shù)幕蚋叩那懈钏俣??！獮榱擞玫獨馇?mm以上的不銹鋼，并且無毛刺，調(diào)整焦點位置是必要的。重設(shè)焦點位置并降低速度，就可能得到干凈的切口，固然無法避開小毛刺?！诎宀耐獗硗繉佑湍玫礁玫拇┛仔Ч?，而不降低加工質(zhì)量。對于不銹鋼，請選擇：——氧氣切割：對于5mm以上的厚板材，降低進(jìn)給速度，激光承受脈沖模式?！?對于穿孔和切割承受同樣的噴嘴高度。鋁鋁及其合金更適宜用連續(xù)模式切割。盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割,這取決于合金類型和激光器力量。鋁可以用氧切割或高壓氮切割:當(dāng)用氧切割時,切割外表粗糙而堅硬.只產(chǎn)生一點火焰，但卻難以消退?！玫獨鈺r，切割外表平滑。當(dāng)加工3mm以下的板材時，通過最優(yōu)調(diào)整后可以得到事實上無毛刺的切口。對于更厚的板材,會產(chǎn)生難以去除的毛刺?！冧X由于其高純格外難切割。7——合金含量越高，材料越易切割。

(完整word)3015建議:只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸取”裝置的時候才能切割鋁材.否則反射會毀壞光學(xué)鈦鈦板材用氬氣和氮氣作為加工氣體來切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。銅和黃銅—-兩種材料都具有高反射率和格外好的熱傳導(dǎo)性。1mm2mm建議：只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸取“裝置的時候才能切割銅和黃銅。否則反射會毀壞光學(xué)組件。合成材料危急:切割合成材料時要牢記切割的危急和可能排放的危急物質(zhì)?？杉庸さ暮铣刹牧嫌校簾崴苄运芰稀嵊不牧虾腿嗽煜鹉z.用激光切割機(jī)來加工PVC或聚乙烯是不行的，由于釋放的氣體是有毒的。對于這兩種材料，最好使用水壓切割。丙烯酸玻璃可以用激光切割。氮氣用作加工氣體,氣壓必需低于0。5bar.這樣可以得到平滑的切割外表。有機(jī)物危急：在全部有機(jī)物切割中都存在著著火的危急〔用氮氣作為加工氣體，也可以用壓縮空氣作為加工氣體。木材、皮革、紙板和紙可以用激光切割.切割邊緣會燒焦〔褐色).進(jìn)給速度越高，碳化越少。8(完整word)3015當(dāng)加工膠合板時,不行能保證會有干凈的切口,由于每層膠依據(jù)其類型和種類而成份不同。其它材料有關(guān)您感興趣的其它材料的信息可以從我公司的用戶工程效勞部門得到。材料的可切割厚度〔mm〕最大可以切割的厚度只在最優(yōu)的機(jī)床和參數(shù)調(diào)整的狀況下才有可能〔mm〕92。4 激光脈沖模式模式式

表示符號

(完整word)3015應(yīng)用 例子O2－低壓切割 →鋁用N2－一般切割 →不銹鋼用N2CW

恒定功率切可得到相對周密的切割?！詷?gòu)造鋼為例:門脈沖 －穿孔 －輪廓上的小孔GP

－小孔直徑為材料厚度的一半－細(xì)輪廓N2－穿孔 →不銹鋼用O超脈沖SP沖HP2。5氣體參數(shù)包括：——氣體類型——氣壓——噴嘴直徑和幾何構(gòu)造

材料－穿孔

2O2增加激光功率用100％CW＋超脈沖〔Inox＋鋁合金用N。2對：→厚板的快速穿孔,有少量碎屑O2壓。關(guān)于加工氣體的更多信息在“修理保養(yǎng)手冊—-氣體掌握”章節(jié)里。5bar20bar——常用的切割噴嘴為錐體狀的圓形口?！３謬娮旌凸ぜ獗碇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10(完整word)3015體質(zhì)量就越高。常常使用0。51。5激光加工3.1穿孔的參數(shù)值不同于切割的參數(shù)值.連續(xù)模式穿孔優(yōu)點：快速穿孔。脈沖模式穿孔缺點：耗時留意：板材厚度〔mm〕大約對應(yīng)于穿孔時間〔s。假設(shè)板材切掉的局部和剩余局部都要，就直接在輪廓上使用脈沖穿孔功能。3。2 碳鋼的起切和完畢切穿孔通常用CW模式.該類型穿孔更快,但它產(chǎn)生一個比用脈沖穿孔更大的孔。由于此緣由，起切穿孔的位置通常選在輪廓外邊。穿孔和實際輪廓之間的切割長度稱作起切局部。激光光束焦點在起切局部末端和輪廓之間的可能變化,通過工件上切口邊緣的不平，是可以區(qū)分出來的.用戶必需盡可能地把起切局部設(shè)在幾何單元一側(cè)的抱負(fù)伸展線上.在小外表內(nèi)輪廓狀況下,讓穿孔過程中產(chǎn)生的熱在開頭切割之前散發(fā)掉格外重要。避開把穿孔設(shè)在狹窄的區(qū)域,而設(shè)成相對輪廓成大角度.這有利于熱散發(fā)。起切長度取決于板材厚度和孔的直徑11(完整word)30153。4 拐角的加工在可能的地方，避開無半徑的拐角。有半徑拐角與無半徑的相比有以下優(yōu)點：——軸移動的動態(tài)性能更好-—熱影響區(qū)削減最優(yōu)倒圓半徑：R＝板材厚度〔mm〕101mm12(完整word)3015當(dāng)內(nèi)板材上要求無半徑拐角時,最大半徑：R＝切口寬度的一半有了這種光束，仍舊可以產(chǎn)生無半徑的拐角，而現(xiàn)在，軸動態(tài)地移動：薄板上的尖角承受孔眼在薄板上高速切割時，建議使用孔眼技術(shù)。這種解決方法有以下優(yōu)點：-—軸以固定的方向變化經(jīng)過尖角?！ぜ旧硪院闼偾懈??！?削減了拐角處的熱影響。4。1 脈沖模式切割對某些模型使用脈沖模式激光切割?！?6mm13(完整word)3015CW60％——16mm——另一方面，812mm-—不要用脈沖模式切割內(nèi)部工件4.2無氧化切割不銹鋼對于孔和其它剪切塊，推舉把從起切到加工輪廓的過渡塊設(shè)為適當(dāng)?shù)膱A弧。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柵條可以由不同的金屬造成。銅柵條壽命最長,由于它對熱應(yīng)力抵抗力最強(qiáng).熔渣很簡潔去掉。銅的高反射率對于切割薄板和小孔〔孔不準(zhǔn)確〕或無氧化切割(產(chǎn)生等離子體，干擾光束〕14有負(fù)面影響。碳鋼和VA是對切割過程干擾最小的材料。2

(完整word)3015V2

A柵條可以由客戶自己切割。切割的設(shè)計在PC機(jī)的硬盤上。柵條的壽命取決于加工碳鋼的優(yōu)點：經(jīng)濟(jì)VA2O2

切割柵條。4。5 評估切口O切割2缺陷無毛刺,牽引線全都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類似熔渣，成點滴狀并簡潔除去

可能緣由氣壓太低焦點太高氣壓太低焦點太高

解決方法加大氣壓降低焦點加大氣壓降低焦點連在一起的金屬毛刺可以作為一整塊被除去

焦點太高 降低焦點底面上的金屬毛刺很難除去只在一邊上有毛刺

氣壓太低氣體不純焦點太高噴嘴口有缺陷

加大氣壓降低焦點換噴嘴15(完整word)3015O切割2缺陷材料從上面排出

可能緣由 排解功率太低傾斜面切割兩面好，兩面差 極化反射鏡不適宜有缺陷了偏轉(zhuǎn)鏡的位置

停按鈕,以防止溶渣飛濺到聚焦鏡上。然后增加功率減小進(jìn)給速率檢查偏轉(zhuǎn)鏡藍(lán)色等離子體，工件未切透

加工氣體錯誤〔N)2

停按鈕,以防止溶渣飛濺到聚焦鏡上。進(jìn)給速率太高 功率太低 體增加功率切割外表不周密無毛刺，牽引線傾斜

氣壓太高噴嘴損壞了材料不好

安裝適宜的噴嘴材料進(jìn)給速率太高 減小進(jìn)給速率O切割216(完整word)3015缺陷可能緣由排解氣壓太高產(chǎn)生彈坑進(jìn)給速率太低減小氣壓焦點太高增加進(jìn)給速率板材外表有銹降低焦點加工的工件過熱使用質(zhì)量更好的材料材料不純格外粗糙的切割外表焦點太高氣壓太高降低焦點減小氣壓進(jìn)給速率太低增加進(jìn)給速率材料太熱冷卻材料不銹鋼:用N2

高壓切割缺陷產(chǎn)生點滴狀的細(xì)小規(guī)章毛刺

可能緣由焦點太低

解決方法抬高焦點兩邊都產(chǎn)生長的不規(guī)章的細(xì)絲狀毛刺，大板材的外表變色 進(jìn)給速率太低焦點太高材料太熱只在切割邊緣的一邊產(chǎn)生長的不規(guī)章的毛刺 焦點太高速度太低

降低焦點加大氣壓冷卻材料提高速度切割邊緣發(fā)黃在直線截面上產(chǎn)生等離子體

氮氣里含有氧氣雜質(zhì)

使用質(zhì)量好的氮氣進(jìn)給速率