隨著鈑金加工行業(yè)的發(fā)展,鈑金加工產(chǎn)品在我們的日常生活中幾乎無處不在。激光加工作為鈑金加工中的一個(gè)過程,背后的加工過程是什么?讓我們看看。
與傳統(tǒng)的板材加工方法相比,激光切割具有切割質(zhì)量高(切口寬度窄、熱影響區(qū)小、切口光滑)、切割速度高,靈活性高(可隨意切割任何形狀)、廣泛的材料適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。
激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中,可以大大降低加工時(shí)間,降低加工成本,提高工件質(zhì)量。采用性能優(yōu)異的進(jìn)口伺服電機(jī)和傳動(dòng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu),在高速狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)動(dòng)精度。首先,激光可以聚焦成極小的光斑,可以進(jìn)行微窄縫、微孔等微細(xì)精密加工。其次,激光幾乎可以切割所有材料,包括薄金屬板的二維或三維切割。最后,激光加工不需要刀具,屬于非接觸加工,無機(jī)械加工變形。
激光熔化切割⑴在激光熔化切割過程中,工件在局部熔化后通過氣流噴射熔化材料。由于材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液體條件下,因此該過程稱為激光熔化切割。
⑵激光束配合高純惰性切割氣體,使熔化材料離開切割縫,氣體本身不參與切割。⑶激光熔化切割可獲得比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔化切割過程中,激光束只被部分吸收。⑷隨著激光功率的增加,最大切割速度隨板材厚度和材料熔化溫度的增加而成反比例地降低。在激光功率一定的情況下,限制因素是接縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。⑸對(duì)于鐵材料和鈦金屬,激光熔化切割可獲得無氧化切口。對(duì)于鋼材,會(huì)產(chǎn)生熔化但不氣化的激光功率密度,激光功率密度為104W/cm2~105W/cm2之間。激光火焰切割激光火焰切割與激光熔化切割的區(qū)別在于它使用氧氣作為切割氣體。借助氧氣與加熱后金屬之間的相互作用,發(fā)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,采用該方法可獲得的切割速率高于熔化切割。另一方面,與熔化切割相比,該方法的切口質(zhì)量更差。事實(shí)上,它產(chǎn)生了更寬的縫隙,明顯的粗糙度,增加了熱影響區(qū)域和較差的邊緣質(zhì)量。⑴在加工精密模型和尖角時(shí),激光火焰切割存在缺陷(有燒掉尖角的危險(xiǎn))。脈沖模式激光可用于限制熱影響區(qū)。⑵激光功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,限制因素是氧氣的供應(yīng)和材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
在激光氣化切割過程中,材料在接縫處氣化,這需要非常高的激光功率。為了防止材料蒸汽凝結(jié)在接縫壁上,材料厚度不得大大超過激光束直徑,因此加工僅適用于無熔化材料的排放。這種加工實(shí)際上只用于鐵基合金的小使用領(lǐng)域。
這種加工不能用于木材和一些陶瓷,這些材料通常需要達(dá)到更厚的切口。
⑴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。
⑵激光功率和氣化熱對(duì)焦點(diǎn)位置有一定的影響。
⑶當(dāng)板材厚度一定時(shí),其切割速度與材料的氣化溫度相反。
⑷激光功率密度大于108W/cm2,取決于材料、切割深度和光束焦點(diǎn)位置。
⑸板材厚度一定時(shí)。假設(shè)有足夠的激光功率,其切割速度受氣體射流速度的限制。
激光加工過程是指激光束、加工氣體和工件之間的相互作用。
在激光切割過程中,激光必須將工件加熱到材料熔化和氣化所需的溫度。
切割平面由幾乎垂直的平面組成,吸收激光輻射加熱熔化。在激光火焰切割中,進(jìn)入接縫的氧氣流進(jìn)一步加熱熔化區(qū),達(dá)到接近沸點(diǎn)溫度,產(chǎn)生的氣化去除了材料。同時(shí),在加熱氣體的幫助下,液化材料從工件的下部排出。在激光熔化切割中,液化材料隨氣體排出,保護(hù)接縫以防止氧化。連續(xù)熔化區(qū)沿切割方向逐漸滑動(dòng),從而得到連續(xù)的接縫。激光切割過程中的許多重要活動(dòng)都發(fā)生在該區(qū)域。對(duì)這些活動(dòng)的分析可以得到激光切割的重要信息,可以計(jì)算切割速度,解釋牽引線特性的形成。因此,高效、高能量、高柔軟的激光切割技術(shù)在精度、速度和效率方面都是鈑金加工行業(yè)的最佳選擇。一些傳統(tǒng)的難切割或切割質(zhì)量低的板材,遇到激光切割后,問題很容易解決,特別是一些碳鋼板的加工,激光切割具有不可動(dòng)搖的地位。
(注:本文資料來源互聯(lián)網(wǎng),由江門東正整理發(fā)布,版權(quán)歸原創(chuàng)者所有)