激光切割工藝參數的確定

來源:威爾鼎王    關鍵詞:激光切割, 工藝, 參數,    發布時間:2019-06-14

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激光器切割設備主要由激光器、導光系統、數控運動系統、自動調高切割頭、工作平臺和吹高壓氣體等系統組成。激光切割的主要參數有:


 


光束模式

基模,也稱高斯模,是切割最理想的模式,主要出現在功率小于1kW的小功率激光器。低階模,它與基模比較接近,主要出現在1~2kW的中等功率激光器。多模,是高階模的混合,出現在功率大于3kW的大功率激光器。

在相同功率下多模的聚焦性差,切割能力低,單模激光的切割能力和切割質量優于多模。常用材料的單模激光切割工藝參數見圖1;多模激光切割工藝參數簡圖2。


 

 

激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取決于切割材料、材料厚度和切割速度要求。激光功率對切割厚度、切割速度、切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大,所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口寬度也有所加大。

焦點位置

焦點位置對切口寬度影響較大。一般選擇焦點位于材料表面下方約1/3扳厚處切割深度最大,且口寬度最小。

焦矩

切割較厚鋼板時,應采用焦矩較長的光束,以獲得垂直度良好的切割面。焦點深度大,光斑直徑也增大,功率密度隨之減小,是切割速度降低。要保持一定的切割速度需要增大激光功率。切割薄板宜采用焦距較小的光束,這樣光斑直徑小,功率密度大,切割速度快。

輔助氣體

切割低碳鋼多采用氧氣作切割氣體,以利用鐵-氧燃燒反應熱促進切割過程,而且切割速度快,切口質量好,可以獲得無掛渣的切口。其壓力增大,動能增加,排渣能力增強;切割氣壓的大小根據材料、板厚、切割速度和切割表面質量因素確定。另外氧氣的純度對切割速度有一定的影響。比如,氧氣純度降低2%,則切割速度就會降低50%。

噴嘴結構

噴嘴的結構形狀和出光口尺寸大小,也影響激光切割質量和效率,不同的切割要求選用不同的噴嘴。常用的噴嘴形狀有:圓柱形、錐形、所方形等形狀。激光切割一般采用同軸(氣流與光軸同心)吹氣方式,如氣流與光軸不同軸,那么在切割時易產生大量的飛濺。為保證切割過程的穩定性,通常要控制噴嘴端面與工件表面的距離,一般為0.5~2.0mm,以便切割順利進行。常用金屬材料激光切割的工藝參數見圖3。

 

 

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