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, 激光切割設備,    發布時間:2019-06-17

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激光切割設備與焊接設備基本相似,區別在于焊接需要使用激光焊槍,而且各需要使用激光割炬(也稱割槍)。激光切割大多采用CO2激光切割設備,其主要由激光器、導光系統、數控運動系統、割炬、抽煙系統等組成。激光切割的功參數主要有:


光束橫模

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由于多模。比如,300W的單模激光和500W的多模有同等的切割能力。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類型以及被竊材料的性質。氣化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧氣切割最小。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,也就是離焦量,它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。

焦點深度

切割較厚鋼板時,應采用焦點深度較大的光束,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。切割薄板宜采用較小的焦點深度,這樣光斑直徑小,功率密度大,切割速度快。

輔助氣體

切割低碳鋼多采用噢作輔助氣體,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;但壓力過大切割面反而會粗糙。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

噴嘴的結構形狀也影響激光切割質量和效率,不同切割機采用不同形狀的噴嘴。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)噴嘴,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,通常要減小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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