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「激光切割加工」切割工件材料的主要问题
浏览: 发布日期:2019-10-07

激光切割加工作为一种先进的材料切割方法,因其材料浪费少、大规模生产成本效果明显、对加工对象适应性强等优点,越来越被钣金生产商所接受。

今天,中国的粗钢产量不仅是世界第一,而且超过了世界产量的50%。发展中国家,甚至一些发达国家,如澳大利亚和韩国,也在使用大量中国板材来节约成本。因此,与其期望中国钢材能适应激光切割加工,不如研究并提出能加工高质量劣质材料的方法和建议。本文将讨论中厚板加工中经常遇到的问题。

 

1、碳钢厚板的冲压
 
激光切割加工在厚板加工中占据很大一部分冲压时间。各种激光制造商开发了快速打孔技术,其中最具代表性的是高能打孔(打孔爆破)。这种方法的优点是速度快(1秒,以t16mm为例,下同)。缺点是它不仅影响小形状的加工,而且由于冲压过程中注入的巨大能量而提高了板材的温度,从而影响整个切割过程。然而,用小功率脉冲打孔需要很长时间(12秒),这将导致切割效率降低和单位成本增加。
 
2、加工中厚板时经常遇到激光切割面粉的质量问题。这种切割不仅在成品质量上是有问题的,而且伴随着过度燃烧和严重的夹渣,这并没有显示出与其他切割方法不同的高价激光加工机的价值。
 
3、全板加工稳定性问题,在国产钢材全板加工中,经常会出现局部加工不良的现象。这种现象有时是随机的,即使机器状况良好。
 
4、高峰穿孔(HPP)方案

 
使用占空比小的高峰脉冲激光,用喷涂在材料表面的非燃油去除开口边缘的附着物,冷却穿孔时控制脉冲的合理频率。其特点是喷砂时间相对较长(3秒),孔径小(φ约4毫米),孔边无附着,热量输入低,便于后续正常激光切割加工,效率比普通钻孔提高4倍。

5、切割部分的改进计划
 
对于碳钢来说,改进切割部分的重要因素是控制板材的热量输入,并确保激光照射部件的完全燃烧。对于不锈钢,改善切割截面的重要因素是光束的改善(焦深的改善)和辅助气体的有效利用。光亮表面切割技术是对振动器和喷嘴进行改进的结果。
 
目前,为了提高加工机的操作速度,激光加工机大多采用通常称为飞行光路的结构,即在整个可加工区域移动加工头而不移动料盘的形式。为了补偿加工头和光源之间相对位置的变化,制造商也尽力确保加工范围内光点的一致性。使用可变曲率折射镜是一种常见的选择。虽然这种方法结构简单,但它会改变焦深,这将使对焦深极其敏感的中厚板的切割显得失去控制(光斑和焦深都应保持不变)。
 
使用等长光路(光源和加工头之间在可加工范围内的等长光传播路径)可以避免焦深的变化,从而保持光斑和焦深一致。此外,由于强调热量输入,可以控制板积累的热量,这可以更好地解决稳定性问题。

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