激光切割機與其他切割方法比擬,非常大的區(qū)別就是它具有高速、高精度和高適應(yīng)性的特點。是作為鈑 金加工領(lǐng)域的樞紐技術(shù),鈑金加工同時也是鈑金制品成形的重要工序。 一、激光加工作為信息時代的一種新型加工工藝,對提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、自動化、純凈、 減少材料消耗等起到越來越重要的作用,既能得到其他高新技術(shù)發(fā)展的有利支持,又能受到社會經(jīng)濟迅速 發(fā)展強烈要求的牽引,正保持著強勁的發(fā)展勢頭。
以后的發(fā)展將會沿著數(shù)控化和綜合化、小型化和組合化 、高頻度和高可靠性以及超快和紫外激光加工這四個方向靠攏。 下面就詳細分析下這四個方向: 數(shù)控化和綜合化 把激光器和計算機的數(shù)控技術(shù);先進的光學(xué)系統(tǒng)以及高精度和自動化的工件定位相結(jié)合,形成研制和 生產(chǎn)加工中心,已經(jīng)成為激光加工發(fā)展的一個重要趨勢。 小型化和組合化 國外已經(jīng)把激光切割和模具沖壓兩種加工方法組合在一臺機床上,制成激光沖床,它兼有激光切割的 多功能性和沖壓加工的高速效率高的特點,可以完成切割輔助外形、打孔、打標(biāo)、劃線的加工。 高頻度和高可靠性 目前國外脈沖YAG激光器的重復(fù)率已達2000Hz,連續(xù)二較管的YAG激光系統(tǒng)輸出功率已經(jīng)達到10KW, 100W的器件已經(jīng)商品化。 超快和紫外激光加工 使用微電子、微機械和分子生物學(xué)發(fā)展的需要,利用波長更短的激光,包括X射線激光、其他固體激 光的高次諧波、特別是準分子激光,發(fā)展亞微米和納米加工,如打較小的孔、刻較微細的槽、進行較微細 的三維雕刻、納米機電零件的清洗與搬運等。同時,可用生物工程和醫(yī)學(xué)研究的一種準確工具。目前,全 光纖激光器輸出功率已經(jīng)達到萬瓦級以上。激光技術(shù)除了用于材料加工外,還在無損探傷、檢驗、準直、掃描測量、刻蝕、陀螺、攝影燈高 新技術(shù)領(lǐng)域顯示出日益廣闊的應(yīng)用前景。高能束激光材料加工技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)物。激光打孔、激光切割、激光成形和激 光焊接技術(shù)在鈑金加工工藝中的應(yīng)用,必將成為鈑金材料加工和制作技術(shù)帶來重大的變革。激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成效率高自動化加工設(shè)備,已經(jīng)成為企業(yè)實行實時出產(chǎn)的樞 紐技術(shù),為、效率高和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。
我們在高功率、高密度的激光束下進行加熱。δ0.5mm~δ6mm板材的表面溫度會迅速的升至沸點溫度。部分材料會汽化成蒸汽從而消失,另外部分材料作為噴出物會從切縫底部被輔助的氣流吹走。而切割氣體我們一般會用氮氣或氬氣。
當(dāng)入射的激光束的功率密度超過某個定值后.光束照射的焦點處的材料內(nèi)部會開始形成蒸發(fā),進而形成孔洞。它會作為黑體吸收所有的射入光束的能量。當(dāng)小孔被熔化物質(zhì)所包圍。然后與光束同軸的輔助氣流會把孔洞周圍的熔融材料都帶走。隨著工件的移動,小孔按切割方向同步橫移進而形成一條切縫。而是用的切割氣體我們一般采用氮氣。
熔化切割一般使用的是惰性的氣體,如果代之用以氧氣或其它活性氣體的話。材料在激光束的照射下會與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生另一熱源,這就稱為氧化熔化切割。切割氣體一般采用氧氣。切割氣體氧氣和氮氣是比較常見的。
可以看出,對于δ0.5mm-δ6mm的同一種料厚的板料,單位時間內(nèi)從噴嘴噴出氧氣氣體體積隨著使用壓力提高而提高,對于不同料厚的板料,在同一壓力下單位時間內(nèi)從噴嘴噴出氣體體積增量與料厚增量的平方成正比。 可以看出。對于δ0.5mm-δ6mm的同一種料厚的板料,單位時間內(nèi)從噴嘴噴出氮氣氣體體積隨著使用壓力的提高而提高,對于不同料厚的板料在同一壓力下單位時間內(nèi)從噴嘴噴出氣體體積增量與料厚增量的平方成正比。由于氮氣壓力在6bar以上才對切割起到有效作用。所以氣體消耗量大。
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