【廣告】
激光是一種光,與其他自然光一樣,是由原子(分子或離子等)躍遷產(chǎn)生的。 但它與普通光不同是激光僅在初極短的時(shí)間內(nèi)依賴于自發(fā)輻射,此后的過(guò)程完全由激輻射決定,因此激光具有非常純正的顏色,幾乎無(wú)發(fā)散的方向性、極高的發(fā)光強(qiáng)度和高相干性。激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。多年來(lái),國(guó)外發(fā)展了綜合激光切割和機(jī)械沖孔技術(shù)的激光沖切機(jī),這種機(jī)械對(duì)復(fù)雜形狀的工件用機(jī)械方法模沖出內(nèi)孔,然后用激光切割方法切出外緣和需要長(zhǎng)距離切割的線條。在計(jì)算機(jī)的控制下,通過(guò)脈沖使激光器放電,從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈沖激光束經(jīng)過(guò)光路傳導(dǎo)及反射并通過(guò)聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。
對(duì)于飛行光路的切割機(jī),由于光束發(fā)散角,切割近端和遠(yuǎn)端時(shí)光程長(zhǎng)短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大,焦點(diǎn)光斑的直徑越小。將水箱清洗干凈,更換好循環(huán)水,把水泵還原回水箱,將連接水泵的水管插入進(jìn)水口,整理好各接頭。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來(lái)的焦點(diǎn)光斑尺寸的變化,國(guó)內(nèi)外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些專用的裝置供用戶選用:
(1)平行光管。這是一種常用的方法,即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進(jìn)行擴(kuò)束處理,擴(kuò)束后的光束直徑變大,發(fā)散角變小,使在切割工作范圍內(nèi)近端和遠(yuǎn)端聚焦前光束尺寸接近一致。
(2)在切割部件上增加一獨(dú)立的移動(dòng)透鏡的下軸,它與控制噴嘴到材料表面距離(stand off)的Z軸是兩個(gè)相互獨(dú)立的部分。當(dāng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)或光軸移動(dòng)時(shí),光束從近端到遠(yuǎn)端F軸也同時(shí)移動(dòng),使光束聚焦后光斑直徑在整個(gè)加工區(qū)域內(nèi)保持一致。如圖二所示。如果在加工過(guò)程中,各軸的整體響應(yīng)太慢,或者某些位置出現(xiàn)一個(gè)軸偏差小,另一個(gè)軸偏差大的情況,則就會(huì)出現(xiàn)加工輪廓變形的問(wèn)題。
(3)控制聚焦鏡(一般為金屬反射聚焦系統(tǒng))的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點(diǎn)光斑直徑變大時(shí),自動(dòng)控制水壓改變聚焦曲率使焦點(diǎn)光斑直徑變小。
(4)飛行光路切割機(jī)上增加x、y方向的補(bǔ)償光路系統(tǒng)。即當(dāng)切割遠(yuǎn)端光程增加時(shí)使補(bǔ)償光路縮短;反之當(dāng)切割近端光程減小時(shí),使補(bǔ)償光路增加,以保持光程長(zhǎng)度一致。
一般來(lái)講,建以議12mm以內(nèi)的碳鋼板、10mm以內(nèi)的不銹鋼板等金屬材料切割推薦使用激光切割機(jī)。激光切割機(jī)無(wú)切削力,加工無(wú)變形:無(wú)刀具磨損,材料適應(yīng)性好:無(wú)論是簡(jiǎn)樸還是復(fù)雜零件,都可以用激光一次精密快速成型切割。
激光切割機(jī)選購(gòu)要考慮的因素很多,除了要考慮目前加工工件的大尺寸、材質(zhì)、需要切割的大厚度以及原材料幅面的大小外,更多的需要考慮未來(lái)的發(fā)展方向,比如所做產(chǎn)品的技術(shù)改型后要加工的大工件大小、鋼材市場(chǎng)所提供材料的幅面針對(duì)自己的產(chǎn)品哪種省料,上下料時(shí)間等等。在工業(yè)生產(chǎn)中確定焦點(diǎn)位置的簡(jiǎn)便方法有三種:(1)打印法:使切割部件從上往下運(yùn)動(dòng),在塑料板上進(jìn)行激光束打印,打印直徑小處為焦點(diǎn)。
造成金屬激光切割機(jī)加工誤差的相關(guān)因素
1.切割材料厚度超標(biāo)。一般金屬激光切割機(jī)能切割的板材厚度在12個(gè)厚度以下,越薄的板材,切割起來(lái)越輕松,品質(zhì)也越好。如果板材太厚,激光切割機(jī)切割起來(lái)比較吃力,在保證切斷的情況下,加工精度就會(huì)出現(xiàn)誤差,所以要確定板材的厚度因素。
2.激光輸出功率不達(dá)標(biāo)。在金屬激光切割機(jī)運(yùn)行調(diào)試的時(shí)候,要保證激光輸出功率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),一般激光的輸出功率越高,在同等厚度的板材上面,切割的品質(zhì)越好。
3.切割板材的粗糙度。一般情況下,切割材料的表面越平整,切割的品質(zhì)也就越好。
4.焦點(diǎn)位置不準(zhǔn)確。激光切割機(jī)的焦點(diǎn)如果沒(méi)對(duì)準(zhǔn),直接影響切割精度,所以在運(yùn)行前要校準(zhǔn)核對(duì)。
5.加工速度。切割速度直接影響加工精度。所以也要在運(yùn)行前,要將切割速度和材料的吻合度達(dá)到一致。