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激光切割流程介紹
來(lái)源：www.fufet.cn 發(fā)布時(shí)間：2025年09月05日
一、切削速度對(duì)切割質(zhì)量對(duì)于給定的激光功率密度和材料，切削速度符合經(jīng)驗(yàn)式，只要效果與上述通閾值，切割速度和激光功率正比于材料的密度的，即以增加的功率密度可提高切割速度。這里我們所指的功率密度不但與激光輸出信號(hào)功率有關(guān)，而且與光束質(zhì)量管理模式發(fā)展有關(guān)。 此外，光束聚焦系統(tǒng)的特點(diǎn)，即聚焦后的光斑大小對(duì)激光切割也有很大的影響。切割速度和被切割的材料的密度(比重)，和與厚度成反比。
當(dāng)其他相關(guān)參數(shù)可以保持一個(gè)不變，提高自己切割處理速度的因素是：提高工作功率(在一定時(shí)間范圍內(nèi)，如500～2 000W);改善這種光束進(jìn)行模式(如從學(xué)生高階模到低階模直至TEM00);減小企業(yè)聚焦光斑尺寸(如采用短焦距透鏡聚焦);切割低起始蒸發(fā)能的材料(如塑料、有機(jī)結(jié)合玻璃等);切割以及低密度建筑材料(如白松木等);切割薄型材料。尤其是金屬材料，在其他過(guò)程變量的情況下保持恒定時(shí)，激光可以具有切割速度的調(diào)整范圍，同時(shí)仍保持相對(duì)滿意的切割質(zhì)量，這是比切割薄的金屬構(gòu)件的寬度時(shí)的調(diào)整范圍出現(xiàn)略厚。有時(shí)，切割處理速度偏慢也會(huì)導(dǎo)致企業(yè)排出熱融材料燒蝕口表面，使切面很粗糙。
二、由于激光功率密度對(duì)切削速度有很大的影響，焦距調(diào)整對(duì)切削質(zhì)量的影響是非常重要的。聚焦激光束光斑尺寸正比于透鏡較場(chǎng)程后，短焦距透鏡由聚焦光點(diǎn)尺寸的光束是非常小的，在焦點(diǎn)處的高功率密度，這是有利的，以切割材料;但其缺點(diǎn)是聚焦的一個(gè)很短的深度，調(diào)整平衡小，一般更適合薄的材料的高速切削。由于長(zhǎng)焦長(zhǎng)透鏡有較寬焦深，只要我們具有自己足夠功率電子密度，比較研究適合切割厚工件。在確定使用后透鏡的什么焦距，工件的焦面的相對(duì)位置是很重要的，以保證切割質(zhì)量。由于社會(huì)焦點(diǎn)處功率密度達(dá)到*高，大多數(shù)情況下，切割時(shí)焦點(diǎn)位置剛處在一個(gè)工件材料表面，或稍微在表面具有以下。 在整個(gè)切削過(guò)程中，獲得穩(wěn)定的切削質(zhì)量是保證焦點(diǎn)和工件相對(duì)位置恒定的重要條件。有時(shí)，由于不良的冷卻熱的透鏡工作，以使在焦距，這需要時(shí)間來(lái)調(diào)整焦點(diǎn)位置變化。 當(dāng)焦點(diǎn)企業(yè)處于一個(gè)*工作位置時(shí)，割縫*小、效率達(dá)到*高，*切割速度可獲得*切割結(jié)果。在大多數(shù)應(yīng)用中，在剛剛光束焦點(diǎn)調(diào)整到下噴嘴。噴嘴與工件進(jìn)行表面之間間距設(shè)計(jì)一般為1.5mm左右。
三、輔助氣體壓力對(duì)切割質(zhì)量的影響一般，物料切割都需要使用輔助氣體，問(wèn)題主要涉及輔助氣體的類型和壓力。典型地，用激光束放電，污染同軸輔助氣體和保護(hù)透鏡從吹出的切割區(qū)的熔渣的底部。對(duì)非金屬?gòu)?fù)合材料和部分進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)材料，使用數(shù)據(jù)壓縮空氣或惰性氣體，清除融化和蒸發(fā)材料，同時(shí)通過(guò)抑制切割區(qū)過(guò)度燃燒。的惰性氣體的大部分激光切割被使用(只要O 2)，形成具有熱金屬的氧化放熱反應(yīng)，附加的熱量可以增加的1/3?1/2的切割速度的這一部分。 在確保企業(yè)輔助氣體前提下，氣體壓力影響大小是個(gè)極為具有重要的因素。 高速切削薄料時(shí)，需要較高的氣體壓力，以防止?fàn)t渣粘在切削的背面(熱渣對(duì)工件也會(huì)損壞切削刃)。當(dāng)增加的材料厚度或更慢的切削速度要適當(dāng)降低氣體的壓力，以防止結(jié)霜修邊，也低壓氣體切以及塑料。
激光進(jìn)行切割實(shí)踐研究表明，當(dāng)輔助氣體為O2時(shí)，它的純度對(duì)切割產(chǎn)品質(zhì)量有明顯重要影響。2%純度O2減少將減少50%的切割速度和導(dǎo)致切口的質(zhì)量顯著惡化。
四、激光輸出信號(hào)功率對(duì)切割工作質(zhì)量的影響
對(duì)連續(xù)波輸出的激光器發(fā)展來(lái)說(shuō)，激光功率大小和模式好壞都會(huì)對(duì)切割過(guò)程中發(fā)生具有重要因素影響。 在實(shí)踐中，通常設(shè)置*大功率以獲得更高的切割速度或切割更厚的材料。但光束圖案(在橫截面束能量分布)是有時(shí)甚至更重要，并且，提高輸出功率模式時(shí)，經(jīng)常會(huì)稍微降低。常可發(fā)現(xiàn)，在小于*大功率發(fā)展?fàn)顩r下焦點(diǎn)處卻獲得國(guó)家*高功率密度，并獲得一個(gè)*切割技術(shù)質(zhì)量。在激光操作的整個(gè)工作壽命，該模式是不相符的。光學(xué)元件的狀況、激光工作進(jìn)行混合氣體細(xì)微的變化和流量波動(dòng)，都會(huì)產(chǎn)生影響教學(xué)模式研究機(jī)構(gòu)。
綜上所述，雖然影響激光切割的因素比較復(fù)雜，但切割速度，聚焦位置，輔助氣體壓力以及激光功率和模式結(jié)構(gòu)是*重要的四個(gè)變量。在切割過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)切割質(zhì)量的顯著惡化，首先要檢查上述原因并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
五、工件特性對(duì)切割質(zhì)量的影響
對(duì)激光切割質(zhì)量甚至能否切割影響*大的有如下因素：
1.材料進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)反射率 對(duì)CO2激光器發(fā)射出的10.6mm遠(yuǎn)紅外光束質(zhì)量來(lái)說(shuō)，非金屬?gòu)?fù)合材料對(duì)它吸收能力較好，即具有高的吸收率，面金屬納米材料則對(duì)10.6mm光束可以吸收效果較差，特別是一些具有高反射率的金、銀、銅和鋁金屬等，對(duì)這類建筑材料發(fā)展一般都是不適宜用CO2激光束，特別是對(duì)于連續(xù)波光束來(lái)切割。鋁，銅，待通常形成初始功率足夠需要超過(guò)3kW的，以獲得初始孔滲透所需的效果。 黑色金屬進(jìn)行鋼鐵類材料及鎳、鈦等對(duì)10.6mm的CO2光束有一定吸收率，特別是當(dāng)材料以及表面通過(guò)加熱到一定環(huán)境溫度或氧化膜以后，其吸收率還會(huì)出現(xiàn)大幅度不斷提高，從而可以獲得發(fā)展較好的切割技術(shù)效果。 對(duì)于不透明材料，吸收率=(1-反射)與材料的表面狀態(tài)、溫度和波長(zhǎng)有關(guān)。加熱材料在光束吸收率的大小的初始階段中起重要作用，但一旦工作內(nèi)部孔隙形成，孔的光吸收接近100%的材料的黑體效果。
2.材料進(jìn)行表面工作狀態(tài) 材料的表面狀態(tài)可以直接通過(guò)影響對(duì)光束的吸收，尤其是表面粗糙度和表面氧化層會(huì)造成企業(yè)表面吸收率的明顯發(fā)展變化。在實(shí)踐中，激光切割，切削加工性能有時(shí)可以由材料的材料表面狀態(tài)影響提高了光束的吸收率。
六、其他因素對(duì)切割質(zhì)量的影響
1.割炬和噴嘴的影響割炬的
設(shè)計(jì)和制造對(duì)獲得一個(gè)良好切割質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生著重要因素影響，特別是噴嘴。 如果噴嘴選擇不當(dāng)或維護(hù)不當(dāng)，容易造成污染或損壞，或由于噴嘴口圓度差或鐵水飛濺造成局部堵塞，會(huì)在噴嘴內(nèi)形成渦流，導(dǎo)致切割性能明顯惡化。有時(shí)，噴嘴開(kāi)口同軸光束焦點(diǎn)，波束形成邊切割噴嘴，也會(huì)影響邊緣質(zhì)量，增加切割未對(duì)準(zhǔn)的切口寬度和大小。 對(duì)噴嘴來(lái)說(shuō)，要特別需要注意兩個(gè)主要問(wèn)題。
(1)噴嘴直徑的影響。噴嘴口大小對(duì)切割處理速度有一定的影響，噴嘴口大小也影響以及出口處進(jìn)行壓力主要分布。 噴嘴直徑增大，因?yàn)樯淞鲗?duì)切割區(qū)母材的強(qiáng)烈冷卻作用使熱影響區(qū)變窄，但也導(dǎo)致切割縫過(guò)寬，噴嘴尺寸會(huì)造成準(zhǔn)直困難。 噴嘴口有被光束切割的危險(xiǎn)。 此外，切割縫太窄，會(huì)阻礙爐渣在高切割速度下的順利排放。
(2)噴嘴與工件間隔表面的影響。噴嘴與工件間距可以直接通過(guò)影響研究噴嘴氣流與工件切縫的耦合。太靠近工件的噴嘴開(kāi)口表面，透鏡會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的返回壓力，能力下降裂解產(chǎn)物的分散粒子的濺射，產(chǎn)生不利影響切割質(zhì)量，但太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能的不必要的損失，對(duì)于有效切割也將受到影響。一般，噴口與工件間距控制在1～2mm為宜，現(xiàn)代中國(guó)激光進(jìn)行切割管理系統(tǒng)的割炬都配有電感或電容式傳感器信息反饋控制裝置，以自動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)以及兩者距離在預(yù)先設(shè)定的高度發(fā)展范圍內(nèi)。
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