激光切割的速度对激光切割质量的影响是怎样的?
对于给定的激光功率密度和材料,激光切割速度符合经验类型。只要材料的激光切割速度激光切割速度与激光功率密度成正比,即增加功率密度可以提高激光切割速度。这里提到的功率密度不仅与激光输出功率有关,还与光束质量模式有关。此外,光束聚焦系统的特点,即聚焦后的光斑大小,也对激光切割有很大的影响。
激光切割速度与被激光切割材料的密度(比例)和厚度成反比。当其他参数保持不变时,提高激光切割速度的因素是:提高功率(在一定范围内,如500~2000W);改进光束模式(如从高级模式到低级模式到TEM00);减小聚焦光斑尺寸(如用短焦距透镜聚焦);激光切割起始蒸发能低的材料(如塑料、有机玻璃等。);激光切割低密度材料(如白松木等。);激光切割薄材料。
特别是对于金属材料,当其他工艺变量保持恒定时,激光切割速度可以有一个相对调整的范围,但仍能保持令人满意的激光切割质量,在激光切割薄金属时略宽于厚金属。有时,激光切割速度慢也会导致热熔材料烧蚀口表面的排放,使切割表面非常粗糙。
激光切割过程中必须添加适合切割材料的辅助气体。同轴气体不仅能吹走切割缝中的残渣,还能冷却加工物体表面,减少热影响区,冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座,污染透镜,导致透镜过热。
不同辅助气体的特点、用途和适用范围如下:
(1)O2主要用于激光切割机切割碳钢。O2反应热不仅可以大大提高切割效率,还可以提高反射材料的光束光谱吸收因素。切口端面为黑色或深黄色。主要适用于压延钢、熔接结构、机械结构、工具板、不锈钢、电镀钢板、铜及铜合金等。
(2)有些金属在切割时使用O2,会在切割面上形成氧化膜,而N2可以避免氧化膜的出现,进行无氧化切割。无氧化切割面具有直接熔接、涂抹、耐腐蚀性强的特点。切口端面呈白色。主要适用板材有不锈钢、电镀钢板、黄铜、铝和铝合金。
(3)与其他气体相比,空气非常便宜,因为空气可以直接由空气压缩机提供。虽然空气中含有约20%的O2,但切割效率远低于O2,切割能力与N2相似。切割表面会出现微量氧化膜,但可作为防止涂层脱落的措施。切口端面为黄色。主要适用材料有铝、铝合金、不锈钢、黄铜、电镀钢和非金属。
(4)ArAr为惰性气体,也可用于激光切割机的切割,以防止氧化和氮化。与其他加工气体相比,价格更高,成本也会相应增加。切口端面呈白色。主要适用材料有钛和钛合金。
因此,选择辅助气体的类型会对切割性能产生一定的影响,包括切割速度和厚度。
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