激光切割对外加工针对金属的主要工艺涉及多个方面
激光切割对外加工针对金属的主要工艺涉及多个方面,以下为你详细介绍:
激光切割原理:利用高能量密度的激光束照射金属材料表面,使材料迅速熔化、汽化,同时借助与光束同轴的高速气流(如氧气、氮气、压缩空气等)吹除熔化和汽化的金属,从而在金属材料上形成切口,实现切割的目的。激光切割过程中,激光束的能量高度集中,能够在瞬间将金属材料加热到极高温度,使得切割过程快速且精 确。
切割工艺类型
熔化切割:对于不锈钢、铝合金等不易氧化的金属,常采用熔化切割工艺。在切割过程中,激光束使金属材料熔化,然后通过辅助气体(如惰性气体氮气)将熔化的金属吹离切割区域,形成切口。这种工艺可以避免金属在切割过程中因氧化而产生过多的熔渣,保证切割面的质量。
氧化切割:主要用于碳钢等易氧化的金属材料。在切割时,使用氧气作为辅助气体,激光束加热金属表面,使金属与氧气发生剧烈的氧化反应(燃烧),释放出大量的热量,加速金属的熔化和汽化。同时,氧气流将燃烧产生的熔渣吹除,实现切割。氧化切割速度快,且切割过程中产生的热量有助于提高切割效率,但切割面可能会有一定的氧化层。
脉冲激光切割:适用于切割较薄的金属板材以及一些对切割质量要求较高的场合。通过控制激光束以脉冲的形式输出能量,在每个脉冲期间,激光瞬间加热金属材料,形成微小的熔化或汽化区域。脉冲激光切割可以精 确控制切割深度和宽度,减少热影响区,避免材料变形,常用于切割精密零件和薄板金属。
工艺参数控制
激光功率:激光功率的大小直接影响切割能力和切割速度。对于较厚的金属板材,需要较高的激光功率来保证足够的能量使金属熔化和汽化。但功率过大可能会导致切割面粗糙、熔渣增多等问题;功率过小则可能无法穿透金属材料。因此,需要根据金属材料的厚度、材质等因素合理调整激光功率。
切割速度:切割速度与激光功率相互配合,合适的切割速度可以保证切割面的质量和切割效率。一般来说,切割速度过快会导致切割面不平整、熔渣残留等问题;切割速度过慢则会增加热影响区,使材料变形。在实际加工中,需要通过试验确定的切割速度。
焦点位置:激光束的焦点位置对切割质量有重要影响。焦点位置过高或过低都会影响激光能量的集中程度和切割效果。通常,需要根据金属材料的厚度和切割要求,精 确调整焦点位置,使激光束在材料表面或内部达到能量分布,以获得良好的切割质量。
辅助气体压力和流量:辅助气体的压力和流量会影响熔渣的吹除效果和切割面的质量。合适的辅助气体压力和流量可以有效地吹除熔化和汽化的金属,减少熔渣残留,使切割面更加光滑。不同的金属材料和切割工艺对辅助气体的压力和流量要求也不同,需要根据实际情况进行调整。
切割前的准备工作
材料检查:对要进行切割的金属材料进行检查,确保其表面平整、无油污、无氧化皮等杂质。杂质的存在可能会影响激光的能量吸收和切割效果,甚至导致切割无法进行。
编程和排版:使用专业的切割软件对切割图形进行编程,确定切割路径和切割顺序。对于批量切割的零件,合理的排版可以提高材料的利用率,减少切割时间和成本。同时,编程时还需要考虑切割过程中的补偿量,以保证切割尺寸的精度。
切割后的处理
去熔渣和毛刺:切割完成后,金属材料的切割面上可能会残留一些熔渣和毛刺,需要进行清理。可以采用机械方法(如打磨、喷砂等)或化学方法(如酸洗等)去除熔渣和毛刺,使切割面达到所需的表面质量。
质量检验:对切割后的零件进行质量检验,包括尺寸精度、切割面质量(如粗糙度、垂直度等)、表面缺陷等方面的检查。对于不符合要求的零件,需要进行返工或报废处理,以保证产品质量。
激光切割对外加工针对金属的工艺较为复杂,需要综合考虑多个因素,通过合理控制工艺参数和严格执行操作流程,才能实现高质量的金属切割加工。
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