光纖激光切割機(jī)加工工藝介紹

光纖激光切割機(jī)廣泛應(yīng)用于金屬材料的加工領(lǐng)域，大大縮短了加工時(shí)間，降低了加工成本，一次成型，無接觸處理不變形，提高了加工件的品質(zhì)。激光切割是利用激光聚焦產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。與傳統(tǒng)的板料加工方法相比，激光切削具有切削質(zhì)量高、切削速度快、柔性(可隨意切割任意形狀)、材料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

(1)激光熔切

在激光熔化切削中，工件局部熔化，熔化的材料通過氣流噴射出來。由于材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在液體狀態(tài)，這一過程稱為激光熔切。

激光束裝有高純度的惰性切割氣體，使熔化的材料離開狹縫，而氣體本身不參與切割。

激光熔切可獲得比氣化切割更快的切割速度。氣化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔化和切割中，激光束僅被部分吸收。

切削速度隨激光功率的增加而增大，而隨板材厚度和熔化溫度的增加幾乎成反比下降。在一定激光功率下，極限因素是狹縫處的氣壓和材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

激光熔切可以獲得鐵材料和鈦金屬的未氧化切削。

熔化但未蒸發(fā)的激光功率密度在104 W/cm和105 W/cm之間。對(duì)于鋼材料，激光功率密度不足以熔化，但激光功率密度不足以蒸發(fā)。

(2)激光火焰切割

激光火焰切割與激光熔融切削的區(qū)別在于，用氧氣作為切割氣體，借助氧與加熱金屬的相互作用，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步加熱材料。對(duì)于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，用這種方法得到的切削率高于熔融切削。

另一方面，這種方法的切削質(zhì)量可能比熔融切削差。事實(shí)上，它會(huì)產(chǎn)生較寬的接縫、明顯的粗糙度、增加熱影響面積和較差的邊緣質(zhì)量。

激光火焰切割在加工精密模型和銳角(有燒掉尖角的危險(xiǎn))方面不好。脈沖模式激光可以用來限制熱效應(yīng)。

激光功率決定切削速度。在一定激光功率的條件下，限制因素是氧的供應(yīng)和材料的熱導(dǎo)率。

(3)激光氣化切割

在激光氣化和切割過程中，材料在狹縫處蒸發(fā)，這需要很高的激光功率。

為了防止材料的蒸汽凝結(jié)到狹縫壁上，材料的厚度不能大大超過激光束的直徑。因此，只有在有必要避免熔融材料被排除的情況下，這種工藝才適合應(yīng)用。事實(shí)上，這種工藝只用于使用鐵基合金的非常小的領(lǐng)域中。

這種工藝不能使用，例如木材和某些陶瓷，這些材料沒有熔化，因此不可能再濃縮材料的蒸氣。此外，這些材料通常需要達(dá)到更厚的切口。

——在激光氣化切割中，光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。

——激光功率和氣化熱對(duì)焦點(diǎn)位置只有一定的影響。

——所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取決于材料、切割深度和光束焦點(diǎn)位置。

——在板材厚度一定的情況下，假設(shè)有足夠的激光功率，切割速度受到氣體射流速度的限制。