如何控制激光切割機的切割質(zhì)量
作者:
zhouxianglaser
編輯:
洲翔
來(lái)源:
zhouxianglaser
發(fā)布日期: 2020.04.01
信息摘要:
很多企業(yè)使用激光切割機都非常關(guān)心:如何使用激光切割機加工出質(zhì)量好的工件?總結出幾點(diǎn)影響切割質(zhì)量的因素:切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體、激光輸出…
很多企業(yè)使用激光切割機都非常關(guān)心:如何使用激光切割機加工出質(zhì)量好的工件?總結出幾點(diǎn)影響切割質(zhì)量的因素:切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體、激光輸出功率以及工件特性!給大家逐一分析一下:
1.切割速度對切割質(zhì)量的影響
對給定的激光功率密度和材料,切割速度符合于一個(gè)經(jīng)驗式,只要在通閾值以上,材料的切割速度與激光功率密度成正比,即增加功率密度可提高切割速度。這里所指的功率密度不但與激光輸出功率有關(guān),而且與光束質(zhì)量模式有關(guān)。另外,光束聚焦系統的特征,即聚焦后的光斑大小也對激光切割有很大的影響。
特別對金屬材料而言,在其他工藝變量保持恒定的情況下,激光切割速度可以有一個(gè)相對調節范圍而仍能保持較滿(mǎn)意的切割質(zhì)量,這種調節范圍在切割薄金屬時(shí)顯得比厚件稍寬。有時(shí),切割速度偏慢也會(huì )導致排出熱融材料燒蝕口表面,使切面很粗糙。
2.焦點(diǎn)位置調整對切割質(zhì)量的影響
由于激光功率密度對切割速度影響很大,透鏡焦長(cháng)的選擇是個(gè)重要問(wèn)題。激光束聚焦后光斑大小與透鏡焦長(cháng)成正比,光束經(jīng)短焦長(cháng)透鏡聚焦后光斑尺寸很小,焦點(diǎn)處功率密度很高,對材料切割很有利;但它的缺點(diǎn)是焦深很短,調節余量小,一般比較適用于高速切割薄型材料。由于長(cháng)焦長(cháng)透鏡有較寬焦深,只要具有足夠功率密度,比較適合切割厚工件。
在確定使用何種焦長(cháng)的透鏡以后,焦點(diǎn)與工件表面的相對位置對保證切割質(zhì)量尤為重要。由于焦點(diǎn)處功率密度高,大多數情況下,切割時(shí)焦點(diǎn)位置剛處在工件表面,或稍微在表面以下。在整個(gè)切割過(guò)程中,確保焦點(diǎn)與工件相對位置恒定是獲得穩定的切割質(zhì)量的重要條件。有時(shí),透鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起焦長(cháng)變化,這就需要及時(shí)調整焦點(diǎn)位置。當焦點(diǎn)處于較佳位置時(shí),割縫較小、效率較高,較佳切割速度可獲得較佳切割結果。在大多數應用情況下,光束焦點(diǎn)調整到剛處于噴嘴下。噴嘴與工件表面間距一般為1.5mm左右。
3.輔助氣體壓力對切割質(zhì)量的影響
一般情況下,材料切割都需要使用輔助氣體,問(wèn)題主要牽涉到輔助氣體的類(lèi)型和壓力。通常,輔助氣體與激光束同軸噴出,保護透鏡免受污染并吹走切割區底部熔渣。對大多數金屬激光切割則使用活性氣體(只要是O2),形成與熾熱金屬發(fā)生氧化放熱反應,這部分附加熱量可提高切割速度1/3~1/2。激光切割實(shí)踐表明,當輔助氣體為氧氣時(shí),它的純度對切割質(zhì)量有明顯影響。氧氣純度降低2%會(huì )降低50%的切割速度,并導致切口質(zhì)量明顯變差。
4.激光輸出功率對切割質(zhì)量的影響
對連續波輸出的激光器來(lái)說(shuō),激光功率大小和模式好壞都會(huì )對切割發(fā)生重要影響。實(shí)際操作時(shí),常常設置較大功率以獲得較高的切割速度,或用以切割較厚材料。但光束模式(光束能量在橫斷面上的分布)有時(shí)顯得更加重要,而且,當提高輸出功率時(shí),模式常隨之稍有變差。??砂l(fā)現,在小于大功率狀況下焦點(diǎn)處卻獲得較高功率密度,并獲得較佳切割質(zhì)量。在激光器整個(gè)有效工作壽命期間,模式并不一致。光學(xué)元件的狀況、激光工作混合氣體細微的變化和流量波動(dòng),都會(huì )影響模式機構。
綜上所述,雖然影響激光切割的因素較為復雜,但切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體壓力和激光功率及模式結構是4個(gè)很重要的變量。在切割過(guò)程中,如發(fā)現切割質(zhì)量明顯變差,就首先要檢查以上討論的因素并及時(shí)加以調控。
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