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金属激光切割技术在钣金加工中的应用


钣金的加工方式

钣金(金属薄板厚度在6mm以下)的切割工艺包括:激光切割、等离子切割、火焰切割、剪板机、冲压……等。其中,激光切割技术是近几年来兴起蓬勃发展的,机械零部件加工*,也是****受用户认可的。在金属板材切割领域,从微米级的超薄板到数十毫米的厚板,激光都可以进行****有效的切割。

从某种意义上说,激光切割机为钣金加工带来了一次重大的工艺革命。相对于传统的切割方式,激光切割机更易懂、易学,机械零部件加工价格,并在商家需求的加工效果、速度方面都有着绝1对的优势,因此相信在未来的切割方式选择中,南京机械零部件加工,激光切割机乃大势所趋。



熔化切割

当入射的激光束功率密度超过某一值后,光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。一旦这种小孔形成,它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围,然后,与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射,熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。

氧化熔化

熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:

⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度,机械零部件加工订购,随之与氧气发生激烈的燃烧反应,放出大量热量。在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。

⑵燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度,同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高,燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流速不是越高越好,因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却,这对切割质量也是不利的。

⑶显然,氧化熔化切割过程存在着两个热源,即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计,切割钢时,氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。

很明显,与惰性气体比较,使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。

⑷在拥有两个热源的氧化熔化切割过程中,如果氧的燃烧速度高于激光束的移动速度,割缝显得宽而粗糙。如果激光束移动的速度比氧的燃烧速度快,则所得切缝狭而光滑。



激光切割加工烧边问题处理方法


解决方案

  1.金属激光切割机在碳钢小孔切割时产生过烧的解决方法:在以氧气为辅助气体的碳钢切割中,解决问题的关键在于如何*氧化反应热的产生。可采用穿孔时辅助氧气,滞后切换为辅助空气或氮气来切割的方法。这种方法****1大可加工1/6厚板的小孔。低频率、高峰值输出功率的脉冲切割条件具有能减少热量输出的特点,****于切割条件的优化。把条件设定为单一脉冲激光束、能量强度大的高峰值输出、低频条件,可有效减少穿孔过程中熔融金属在材料表面的堆积,有效*热量输出。

  2.金属激光切割机在铝合金及不锈钢切割中的解决方法:在此类材料加工中,使用的辅助气体是氮气,在切割中是不会发生烧边,但是,由于小孔内侧材料的温度很高,内侧的挂渣现象将比较频繁。有效的解决方法是加大辅助气体的压力,将条件设为高峰值输出、低频率的脉冲条件。辅助气体使用空气时也和使用氮气时一样,是不会发生过烧的,但却很容易在底部出现挂渣,需要将条件设置为高辅助气体压力、高峰值输出、低频率的脉冲条件。




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