如何控製激光切割機的切割質(zhì)量

發布者:激光切割加工|凱利特  時間:2019/12/18 15:37:30

1.切割速度對切割質量的影響 
對給(gěi)定的(de)激光功率密度(dù)和材料,切(qiē)割速度符合於一個經驗式,隻要在(zài)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。這裏所指的功率密度不(bú)但(dàn)與激光輸出功率有關,而且(qiě)與光束質量模式有關。另外,光束聚焦係統的特征,即聚焦後的(de)光斑大小也對激光切割(gē)有很大的影響。 

切割速度與被切割材料的密度(比重)和(hé)厚度成反比。當其他參(cān)數保持(chí)不變,提高(gāo)切割速度的因素是:提高功率(在一定範圍內,如500~2 000W);改善光束模式(如從高階模到低階模直至TEM00);減小聚焦(jiāo)光斑尺寸(如采(cǎi)用短焦(jiāo)距透鏡聚焦);切割低起始(shǐ)蒸發能(néng)的材料(如塑料、有機玻璃等(děng));切割(gē)低密度材料(如白鬆木等);切割薄型材(cái)料。 

激光切割

特別對金屬材料而言,在其他工(gōng)藝(yì)變量保持恒定的情況下,激光切割速度可以有一個相對(duì)調節範(fàn)圍而仍能保持較(jiào)滿意的切割質量,這種調節範圍(wéi)在切割薄金屬時顯得比厚件稍寬。有時,切割(gē)速度偏慢也會導(dǎo)致排出熱(rè)融材(cái)料燒蝕口表麵,使(shǐ)切麵很粗糙。 
2.焦點位置調整對切割質量的影(yǐng)響(xiǎng) 
由於激光功率密度對切割(gē)速度影響很大,透鏡焦長的選擇是(shì)個(gè)重要問題。激光束聚焦(jiāo)後光斑大小與透鏡焦長成正比,光束(shù)經短焦長透鏡聚焦後光斑尺寸很小,焦點處功率(lǜ)密度(dù)很高,對材料切割很(hěn)有利;但它(tā)的缺點(diǎn)是焦深很短,調節餘量(liàng)小,一般比較(jiào)適用於高速切割薄型材料。由於長焦(jiāo)長透鏡有較寬焦深,隻要具有足夠功率密度,比(bǐ)較適合(hé)切(qiē)割厚工件。 
在(zài)確定使用何種焦長的透鏡以後,焦點與工件表麵的(de)相對(duì)位置對(duì)保證切割質量尤為重要。由於焦點處功率密度高,大多數情況下,切割時焦點(diǎn)位(wèi)置剛(gāng)處(chù)在工件表麵,或稍微(wēi)在表麵以下。在(zài)整個切割過程中,確(què)保(bǎo)焦點與(yǔ)工件相對(duì)位置恒定是獲得穩(wěn)定的切割質量的重要條件。有時,透鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起(qǐ)焦長變化,這就需要及時調整焦(jiāo)點位(wèi)置。 
當焦點處於較佳位置時,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(yīng)用情況下,光(guāng)束焦點調整到剛處於噴嘴下。噴嘴與工件表麵間距(jù)一般為1.5mm左右。 
3.輔助氣體壓力對切割質量的影響 
一般情況下,材料切割都需要使用輔助氣體,問題主要牽涉到輔助氣體的類型(xíng)和壓(yā)力。通常,輔(fǔ)助氣體與(yǔ)激光束同軸噴出,保護透鏡免受汙(wū)染並吹走切割區底部熔渣。對非金屬(shǔ)材料(liào)和部分金屬材料,使用壓(yā)縮空氣或惰性氣體,處理融(róng)化和蒸發材料,同時抑製切割(gē)區過度燃燒。 
對大多數(shù)金屬激光切割則使用活性氣體(隻要是O2),形(xíng)成與熾熱金屬發生氧(yǎng)化放熱反應,這部分附加(jiā)熱(rè)量可提高切割速度1/3~1/2。 
在確(què)保輔助氣體前提下,氣體壓力大(dà)小是個極為重要的因素。當高速切割薄型材(cái)料時(shí),需(xū)要較高(gāo)的氣體壓力以防止切口背麵粘渣(熱粘渣到工件上還會損傷切邊)。當材料厚度增加或切割速度較慢時則氣體壓力宜適當降低,為(wéi)了防止塑料切邊霜化,也以較(jiào)低氣體壓力(lì)切割為好。 
激(jī)光切割實踐表明,當輔(fǔ)助氣體為氧氣時,它的純度對切割質量有明顯(xiǎn)影響。氧氣純度降(jiàng)低2%會降低50%的切割速度,並導致切(qiē)口質量明顯變差。 
4.激光輸出功率對切割質量的影響(xiǎng) 
對連續波輸(shū)出的(de)激光器來說,激光(guāng)功率大小和(hé)模式好壞都會對切割發(fā)生重要影響(xiǎng)。實際操作時,常常設置較大功率以獲得較高的切(qiē)割速度(dù),或用以(yǐ)切割較厚材料。但光束模式(光束能量在橫斷麵上的分布)有時(shí)顯得更加(jiā)重要,而且,當提高輸出功率時,模式(shì)常隨之稍有變差。常可發現,在(zài)小(xiǎo)於大功率狀況下焦(jiāo)點(diǎn)處卻獲得較高功率密度,並獲得較佳切割質量。在激光(guāng)器整個有效工作壽(shòu)命期間,模(mó)式並不一(yī)致。光學元件的狀況、激光工作混合氣體細微的變化和流量波(bō)動,都會影響模式機構。 
綜上所述,雖然影響激光切割的(de)因素較(jiào)為複雜,但切割(gē)速度、焦點位置、輔助氣體壓(yā)力和激光功率(lǜ)及模式(shì)結構是(shì)4個很重要(yào)的變量。在(zài)切割過程中(zhōng),如發現切割(gē)質量明顯變差,就首先要(yào)檢查(chá)以上討論(lùn)的因素並(bìng)及時加以調控。
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