(完整word版)激光切割高质量控制
激光切割安全管理制度

激光切割安全管理制度一、激光切割安全管理制度的目的1. 保障操作人员的生命安全和身体健康;2. 防止设备损坏和生产事故发生;3. 提高生产效率,确保生产顺利进行;4. 遵守相关法律法规,保护环境。
二、激光切割安全管理制度的内容1. 负责人制度:明确激光切割设备的责任人,负责设备的日常管理和维护;2. 作业人员管理:对操作人员进行专业培训,掌握激光切割的操作规程和安全操作技能;3. 安全检查制度:定期对设备进行安全检查,保证设备运行正常;4. 危险源辨识和风险评估:对激光切割作业中可能存在的危险源进行辨识和评估,制定相应的控制措施;5. 紧急应急措施:制定紧急应对预案,一旦发生意外,能够迅速做出反应并采取有效措施;6. 安全防护设施:确保安全防护设施完好有效,操作人员应正确使用安全防护设备;7. 废气排放控制:对激光切割产生的废气进行控制,保护环境;8. 火灾防护措施:加强对激光切割场地的消防设施和消防知识的培训。
三、激光切割安全管理制度的执行1. 全员参与:所有操作人员和管理人员都应参与激光切割安全管理制度的执行,共同维护生产场所的安全;2. 严格执行:严格执行安全管理制度,不得私自更改或忽视规定,一旦发现问题及时报告并进行处理;3. 定期检查:定期进行安全检查和隐患排查,确保各项安全措施的有效性;4. 暂停作业:一旦发现安全隐患,应立即暂停作业并进行整改,直至排除隐患为止;5. 不断改善:根据实际情况,不断完善和优化安全管理制度,提高管理水平和风险防范能力。
四、激光切割安全管理制度的评估和奖惩1. 定期评估:定期对激光切割的安全管理制度进行评估,发现问题及时纠正;2. 奖惩机制:对于执行得好的部门或个人,给予表彰和奖励;对于安全违规行为者,给予警告或处罚措施;3. 不断提高:通过奖惩机制,激励全员积极参与,提高安全管理水平,降低生产事故发生的概率。
五、总结激光切割安全管理制度对于保障操作人员和设备的安全至关重要,只有建立完善的安全管理制度,执行得好,才能确保激光切割作业的安全性和高效性。
激光切割技术的使用教程

激光切割技术的使用教程激光切割技术作为一种常用的高精度切割方法,被广泛应用于各种领域,如工业制造、材料加工、医疗设备等。
本文将为读者介绍激光切割技术的基本原理、设备使用方法以及注意事项,帮助读者快速掌握激光切割技术的使用。
一、基本原理激光切割技术利用高能量密度的激光束对材料进行切割。
激光束经由透镜聚焦,产生高温区域,使材料受热、熔化或蒸发,然后通过气流将熔化的材料吹走,从而实现切割的目的。
不同的材料需要不同的激光功率和参数进行切割。
二、设备使用方法1. 准备工作在使用激光切割机之前,需要先对设备进行准备工作。
确保设备安装稳固,充分通风,激光管电压正常,冷却水温度适宜。
2. 设定切割参数根据所需要切割的材料不同,需要设定不同的切割参数。
主要包括功率、焦距、切割速度、气压等参数。
通常激光切割机都设有预设的模式,用户可以直接选择适合的切割材料模式,也可以根据需要进行自定义设定。
3. 材料固定将待切割的材料固定在工作台上,通常是通过夹具或吸盘固定。
确保材料稳定的同时,也要注意不要遮挡激光机的工作区域。
4. 开始切割按下启动键,激光切割机开始工作。
在切割过程中,要随时观察切割状况,例如切割线是否顺畅、切割速度是否合适等。
如果需要调整切割参数,可以通过界面上的操作菜单进行调整。
5. 完成切割当切割完成后,将切割好的材料取下。
注意在取下过程中,避免直接接触热的切割表面,以免烫伤。
三、注意事项1. 安全操作使用激光切割机时,要注意安全操作。
避免直接照射激光束或观察激光切割点,以免引起眼睛受伤。
同时,激光切割机具有较高的电压和温度,要避免触碰设备内部部件,以免触电或烫伤。
2. 材料选择激光切割机适用于各种非金属材料,如木材、塑料、织物等。
不同材料的切割效果会有所不同,需要根据实际需要选择合适的材料。
3. 切割质量控制激光切割机的切割质量与切割参数、刀具磨损以及材料质量等因素有关。
在使用过程中,要不断调整切割参数,保证切割质量。
激光切割实施方案书

激光切割实施方案书一、背景激光切割是一种利用高能激光束熔化或气化材料进行切割的加工方法。
它具有高精度、高效率、无接触、无污染等优点,在工业生产中得到了广泛应用。
本实施方案书旨在对激光切割的实施进行详细规划,确保其安全、高效、稳定地运行。
二、激光切割设备选型1. 激光器:选择功率适中、能耗低、稳定性好的激光器,确保其能够满足对不同材料的切割需求。
2. 光学系统:选用高质量的光学元件,保证激光束的聚焦和稳定传输。
3. 控制系统:选择先进的数控系统,实现对激光切割过程的精准控制和监测。
三、安全措施1. 环境安全:激光切割作业区域应设置明显的警示标识,确保工作人员和周围人员的安全。
2. 设备安全:对激光切割设备进行定期维护和检查,确保设备的安全运行。
3. 人员防护:工作人员应佩戴符合标准的防护眼镜和服装,避免激光辐射对人体造成伤害。
四、工艺流程1. 材料准备:对待加工材料进行清洁和固定,确保其表面平整。
2. 参数设置:根据待加工材料的种类和厚度,设置激光功率、速度、聚焦等参数。
3. 切割加工:将待加工材料放置在工作台上,启动激光切割设备进行加工。
4. 质量检验:对切割后的产品进行外观和尺寸检验,确保其质量符合要求。
五、质量控制1. 设备稳定性:定期对激光切割设备进行性能测试,确保其稳定性和可靠性。
2. 切割质量:对切割后的产品进行质量抽检,确保其尺寸精度和表面质量符合要求。
3. 工艺改进:根据质量抽检结果和实际生产情况,及时调整工艺参数,改进加工质量。
六、环境保护1. 废气处理:安装废气处理设备,对激光切割产生的废气进行有效处理,减少对环境的污染。
2. 废渣处理:对切割产生的废渣进行分类、收集和处理,减少对环境的影响。
七、效益分析1. 生产效率:激光切割具有高效率和高精度的优点,可以大大提高生产效率。
2. 质量提升:激光切割能够实现对不同材料的精密加工,提升产品质量。
3. 成本降低:激光切割具有较低的能耗和较少的人工成本,可以降低生产成本。
激光切割作业指导书

激光切割作业指导书一、背景介绍激光切割是一种高精度的切割工艺,广泛应用于金属加工、电子制造、汽车制造等领域。
本作业指导书旨在提供激光切割作业的详细步骤和操作要点,以确保操作人员的安全和作业质量。
二、作业准备1. 设备准备:- 激光切割机:确保设备正常运行,并进行日常维护保养。
- 切割材料:根据需求准备合适的切割材料,并确保其表面光洁无杂质。
- 切割模具:根据需要选择合适的切割模具,并进行检查和调整。
2. 安全措施:- 穿戴个人防护装备,包括护目镜、防护手套、防护服等。
- 确保作业区域通风良好,避免有害气体积聚。
- 切勿将手指或其他物体靠近激光切割区域。
三、作业步骤1. 设定切割参数:- 根据切割材料的种类和厚度,设定合适的激光功率、切割速度和频率等参数。
- 确保设定的参数符合切割机的规格和要求。
2. 材料准备:- 将切割材料放置在切割台上,并进行固定,确保材料的平整度和稳定性。
- 清洁切割材料的表面,去除尘埃和油污等杂质。
3. 设定切割路径:- 使用激光切割软件,根据切割要求设定切割路径。
- 确保切割路径的连续性和准确性,避免出现过多的切割点和切割线。
4. 启动激光切割机:- 按照设备操作手册的要求,正确启动激光切割机。
- 确保激光切割机处于稳定工作状态,无异常声音和震动。
5. 进行切割作业:- 将设定好的切割参数输入激光切割机,并进行切割操作。
- 注意观察切割过程中的切割质量和速度,及时调整参数以达到最佳效果。
- 避免切割过程中产生过多的烟尘和气味,及时清理作业区域。
6. 切割完成:- 切割完成后,关闭激光切割机,并进行设备的清洁和维护。
- 将切割好的材料进行整理和分类,确保其质量和完整性。
四、安全注意事项1. 严格遵守操作规程和安全操作要求,确保人员和设备的安全。
2. 在切割过程中,避免直接观察激光光束,以免对眼睛造成伤害。
3. 切勿将手指或其他物体靠近激光切割区域,以免发生意外伤害。
4. 切割作业结束后,及时清理作业区域,避免杂物积聚和滑倒等意外事故。
激光切割质量控制

激光切割质量控制激光切割技术是一种先进的制造工艺,广泛应用于各种行业。
然而,要确保激光切割的精度和质量,必须对切割过程进行严格的质量控制。
本文将探讨激光切割质量控制的重要性及其关键要素。
一、激光切割质量控制的重要性激光切割是一种高精度的制造工艺,其质量直接影响到产品的性能和使用寿命。
质量控制是为了确保激光切割的精度和质量符合预期的标准和要求。
通过质量控制,可以减少废品率、降低生产成本、提高生产效率,同时也能提升产品质量和竞争力。
二、激光切割质量控制的关键要素1、设备精度和状态激光切割机的精度和状态对切割质量有着至关重要的影响。
因此,要定期对切割机进行维护和保养,确保机器各项指标正常。
要根据实际需要调整机器的各项参数,如焦点位置、光束直径等,以提高切割精度。
2、材料因素材料的质量和性质对激光切割效果也有重要影响。
材料表面的平整度、厚度、硬度等都会影响切割精度和质量。
因此,在选择材料时,要确保材料质量符合要求,同时在加工过程中也要注意材料的摆放和固定。
3、工艺参数激光切割的工艺参数包括功率、速度、焦距等。
这些参数的设置直接影响到切割质量和效果。
要根据材料的性质和厚度,合理选择工艺参数,以达到最佳的切割效果。
4、环境因素环境因素如温度、湿度、灰尘等也会对激光切割质量产生影响。
因此,要保持生产环境的清洁和稳定,避免灰尘和杂质的干扰,以确保切割质量。
5、操作人员素质操作人员的素质对激光切割质量也有重要影响。
操作人员必须经过专业培训,熟练掌握激光切割机的操作和维护技能,才能胜任此项工作。
同时,操作人员也要有严谨的工作态度和高度的责任心,以确保切割质量的稳定。
三、激光切割质量控制的实施方法1、制定严格的操作规程和质量控制标准,明确各项指标的允许范围。
2、对设备进行定期的检测和维护,确保机器状态良好。
3、对材料进行严格的质量检查和控制,确保材料质量符合要求。
4、对工艺参数进行严格的控制,根据实际情况进行调整和优化。
激光切割作业指导书

激光切割作业指导书一、激光切割作业概述激光切割是一种利用高能激光束对材料进行切割的加工方法。
本指导书旨在提供激光切割作业的详细步骤和注意事项,以确保操作人员的安全和作业质量。
二、作业前准备1. 确保操作环境安全:激光切割作业应在专门的切割区域进行,确保周围没有易燃物品和可燃气体。
2. 确认激光切割设备正常工作:检查激光切割设备的电源、冷却系统、气体供应等是否正常运行。
3. 佩戴个人防护装备:操作人员应佩戴适当的防护眼镜、手套和护目镜,以防止激光辐射和材料飞溅对眼睛和皮肤造成伤害。
三、激光切割作业步骤1. 材料准备:将待切割材料放置在切割台上,并确保材料固定牢固,避免出现材料移动或倾斜的情况。
2. 设定切割参数:根据材料的种类和厚度,设定合适的激光功率、切割速度和气体流量等参数。
3. 启动激光切割设备:按照设备操作手册的要求,启动激光切割设备,并确保设备处于正常工作状态。
4. 执行切割操作:根据设定的参数,操作人员通过控制面板或计算机界面,启动激光切割过程。
注意观察切割过程中的材料状态,确保切割质量。
5. 切割完成后处理:切割完成后,关闭激光切割设备,将切割好的材料取下并进行后续处理,如去除余渣、清洁等。
四、激光切割作业注意事项1. 安全操作:操作人员应熟悉激光切割设备的使用方法和安全操作规程,严禁未经培训的人员操作设备。
2. 防护措施:操作人员应佩戴适当的个人防护装备,包括防护眼镜、手套和护目镜,以防止激光辐射和材料飞溅对身体造成伤害。
3. 定期维护:定期检查激光切割设备的运行状况,及时清洁和更换切割头、镜片等易损件,以保证设备的正常工作。
4. 环境通风:激光切割过程中会产生烟尘和有害气体,操作人员应确保作业区域通风良好,避免对人体健康产生危害。
5. 紧急情况处理:在紧急情况下,如激光切割设备发生故障或材料着火等,操作人员应立即停止作业,并按照应急预案进行处理。
五、激光切割作业质量控制1. 切割质量检查:对切割后的材料进行质量检查,包括切割缺陷、切割面光洁度、尺寸精度等方面的评估。
激光切割 工作总结

激光切割工作总结
激光切割工作总结。
激光切割是一种高精度、高效率的金属加工技术,广泛应用于汽车制造、航空
航天、电子设备等领域。
在激光切割工作中,我们经常会面对各种挑战和问题,但通过不懈努力和团队合作,我们取得了许多成功的经验和总结。
首先,激光切割工作需要高度的专业知识和技术技能。
操作激光切割设备需要
经过严格的培训和考核,熟练掌握设备的使用方法和安全操作规程。
同时,对于不同材料的切割特性和工艺参数也需要深入了解,以确保切割质量和效率。
其次,激光切割工作需要严格的质量控制和检验。
在切割过程中,我们需要不
断监测和调整设备的工作状态,确保切割速度、功率和焦距等参数的稳定性。
同时,对于切割后的产品需要进行严格的质量检验,确保尺寸精度和表面质量符合要求。
另外,激光切割工作需要高度的注意安全意识。
激光切割设备具有强大的能量
和高温,操作人员需要严格遵守安全操作规程,佩戴防护装备,确保人身安全。
同时,对于设备的日常维护和保养也需要及时进行,确保设备的稳定性和可靠性。
总的来说,激光切割工作需要我们具备专业知识、严格的质量控制和安全意识。
通过不断总结经验和改进工作方法,我们可以提高工作效率和产品质量,为企业的发展和客户的满意度做出更大的贡献。
希望我们在未来的工作中能够继续努力,取得更好的成绩。
激光切割中的光路设计和光束质量控制

激光切割中的光路设计和光束质量控制激光切割是一种广泛应用的现代工艺技术,它具有高效率、高精度、高质量的优点,被广泛应用于工业制造、医疗器械、航空航天等领域。
其中激光光路设计和光束质量控制是保障激光切割技术的关键因素,本文就这两点来深入探讨。
一、激光切割的光路设计激光切割光路的设计直接关系着激光的能量传输和光斑的大小,影响激光切割效率和精度。
光路设计要根据切割材料的性质和切割要求来确定。
通常的光路设计包括以下几种方式:1、共焦式光路共焦式光路是当工件表面和聚焦镜焦距相等时,激光与工件的交点处于聚焦镜的焦点位置,在切割过程中能够得到最小的光斑和最高的功率密度,从而达到切割的最高效率和最高精度。
但是该方式对工艺要求较高,需要考虑到聚焦镜的形状、材料和光束的入射角等参数,容易因工艺细节不当而导致不合适的焦距和光斑大小。
2、分离式光路分离式光路是将光路分成发射和接收两部分,方便进行调节和维护。
该方式可以通过倾斜激光翻转镜使光路分离,最终将激光聚焦到工件上。
当要加工不同种类的材料时,可以更换聚焦镜和透镜等部件,以适应改变材料时的光学要求。
3、侧射式光路侧射式光路是指激光入射工件的方向与切割方向垂直,以使激光切割面向工件的一侧进行,以保证切割精度和切割面的光洁度。
该方式适用于切割厚度较大的金属材料,可以保证激光切割的稳定性和精度。
二、光束质量控制光束质量是指光束的形态和光强分布,决定着光束的聚焦程度和光斑的大小,直接影响着激光切割的效率和质量。
因此,光束质量控制是保证激光切割精度和稳定性的关键措施。
1、光束质量的表征光束的质量可以用M2参数来表征,M2参数是指光束传输质量和光束聚焦能力的综合指标,表征光束在自由空间传输和透镜聚焦后的变化情况。
M2取值越小,表示光束的质量越好,聚焦越容易,光斑尺寸越小。
2、提高光束质量的方法提高光束质量可以从以下几个方面入手:(1)激光器质量控制:保证激光器的性能和光束的稳定性;(2)光路设计优化:保证光路的垂直性和光路长度的最小化;(3)聚焦镜的优化:使用高质量的聚焦镜,提高光学透过率,减小光束的散焦程度;(4)光学元件的清洗和维护:保持光学元件的清洁度,减少光束的散焦。
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第七章激光切割质量控制 (2)一、光束特性对切割质量的影响 (3)二、激光功率对切割质量的影响 (5)三、切割速度对切割质量的影响 (7)四、喷嘴型式(孔径)和喷嘴高度对切割质量的影响 (8)1. 喷嘴的作用 (8)2. 喷嘴与切割质量的关系 (8)五、焦点位置对切割质量的影响 (10)六、辅助气体(种类和压力)对切割质量的影响 (13)附录1不同材料切割的缺陷及处理方法 (15)附录2有切割缺陷实物照片 (22)激光切割质量控制激光切割的过程是材料吸收光能并转化为热能,并使材料熔化、汽化的过程。
1)激光器输出高能量密度的激光束。
2)光束通过聚焦镜,被聚焦,能量高度集中。
3)聚焦后的光束从喷嘴中心通过,喷嘴内喷出切割辅助气体,其轴心与光路相同。
4)在激光束和切割气体的共同作用下,切割材料迅速加热、氧化与蒸发,达到切割目的。
激光切割的基本原理是激光与物质的相互作用,它既包含复杂的微观量子过程,也包含激光作用于各种介质材料所发生的宏观现象。
而这些宏观现象包括材料对激光的吸收、反射、折射,能量转换和传递,材料状态及周围气体成份,光束作用于材料表面时的组织效应等。
因此,影响激光切割质量的因素十分复杂,除了加工材料本身之外,主要是光束特性、激光功率、切割速度、喷嘴型式(孔径)和喷嘴高度、焦点位置、辅助气体种类和压力等。
一、 光束特性对切割质量的影响激光切割的切口宽度同光束模式和聚焦后光斑直径有较大关系。
由于激光照射的功率密度和能量密度都与激光光斑直径有关,为了获得较大的功率密度和能量客度,在激光切割加工中,光斑直径要求尽可能小。
而光斑直径的大小主要取决于振荡器输出的激光束直径及其发散角的大小,同时与聚焦透镜的焦距有关。
对于一般激光切割中应用较广的ZnSe 平凸聚焦透镜,其光斑直径d 与焦距ƒ、发散角θ及入射激光束直径D 之间的关系可按下式进行计算:2303.02f D f d +=θ (7.1) 由上式,若激光束本身的发散角较小,光斑的直径也会变小,就能获得好的切割效果。
减小透镜焦距ƒ有利于缩小光斑直径,但ƒ减小,焦深缩短,对于切割较厚板材,就不利于获得上部和下部等宽的切口,影响割缝质量;同时,ƒ减小,透镜与工件的间距也缩小,切割时熔渣会飞溅黏附在透镜表面,影响切割的正常进行和透镜的实验寿命。
透镜焦长小,光束聚焦后功率密度高,但焦深受到限制。
它适用于薄板高速切割,只需保证保持透镜和工件间距恒定。
长焦透镜的聚焦光斑功率密较低,但其焦深大,可用来切割厚断面材料。
焦长短,聚焦光斑小;焦长长,聚焦光斑也大,焦深变化也如此。
当透镜焦长增加,使聚焦光斑尺寸增加1倍,即从Y到2Y时,焦深可随之增加到4倍,即从X到4X。
图1 聚焦镜的聚焦作用光束模式与它的聚焦能力有关,与机械刀具的刃口尖锐度有点相似。
最低阶模是TEM00,光斑内能量呈高斯分布。
它几乎可把光束聚焦到理论上最小的尺寸,如几个微米直径,并形成尖的高能量密度。
激光模式示意如图3-3。
而高阶或多模光束的能量分布较扩张,经聚焦的光斑较大而能量密度较低,用它来切割材料如同拿一把钝刀来进行切割。
图2 光束能量分布模式光束的模式越低,聚焦后的光斑尺寸越小,功率密度和能力密度越大,切割性能也就越好。
在低碳钢的切割场合,采用基模TEM00时的切割速度比采用TEM01模式时高出10%,而其产生的粗糙度Rz则要低10μm。
在最佳切割参数时,切割面的粗糙度Rz只有0.8μm。
因此,在金属材料的激光切割中,为了获得较高的切割速度和较好的切割质量,一般使用TEM00模式的激光。
二、激光功率对切割质量的影响激光功率的大小直接影响所能切割钢板的厚度,能量越高,可切割材料厚度就越厚。
另外,它又影响着工件尺寸精度、切缝宽度、切割面的粗糙度和热影响区的宽度等。
在激光切割加工中,照射到工件上的激光功率密度P0(W/cm2)和能量密度E0(J/cm2)对激光切割过程起着重要的影响。
随着激光功率密度的提高,粗糙度降低。
当功率密度P0达到某一值(3×106W/cm2左右)后,粗糙度Rz值不再减少。
激光功率越大,所能切割的材料厚度也越厚;但相同功率的激光,因材料不同,所能切割的厚度也不同。
表1给出了各种功率的CO2激光切割某些金属材料的实验最大厚度。
表1 激光功率与金属最大切割厚度最大切割厚度/mmCO2激光功率/W碳素钢不锈钢铝合金铜黄铜1500 12 9 3 1 21500 12 - 6 3 43000 22 12 - 5 54000 25 14 10 5 8 对连续波输出的激光器来说,激光功率大小和模式都会对切割质量发生重要影响。
实际操作时,常常设置最大功率,以获得最快切割速度,提高生产效率,或用以切割较厚的材料。
理论上,我们要求激光器输出功率越大越好,但考虑激光器本身成本问题,激光器输出功率只有尽可能达切割机本身的最大值。
下图示出当激光功率不足时,切割低碳钢板产生的问题(未切透a、下部产生大量沾渣b及粗糙的断面c等)。
(a) (b)(c)图3 激光功率对低碳钢切割质量影响三、切割速度对切割质量的影响切割速度对不锈钢板切割质量有很大影响,最佳的切割速度使切割面呈较平稳线条,光滑且下部无熔渣产生。
若切割速度过快,会导致钢板无法切透,引起火花飞溅,下半部产生熔渣,甚至烧伤透镜,这是因为切割速度过高,单位面积获得的能量减少,金属未能完全熔化;若切割速度过慢,则容易造成材料过熔,切缝变宽,热影响区增大,甚至引起工件过烧,这是因为切割速度过低,能量在切缝处积累,引起切缝变宽,熔化金属不能及时排出,便在钢板下表面形成沾渣。
产生如图3所示的切割缺陷。
切割面光洁下表面沾渣断面粗糙切不透图4切割速度对切割质量的影响切割速度和激光输出功率一起决定被加工件的输入热量。
因此,由于切割速度的增减而引起的输入热量变化和加工质量的关系与输出功率变化的情况相同。
一般情况下,调整加工条件时,若以改变输入热量为目的,不会同时改变输出功率和切割速度,只需固定其中一方,变化另一方来调整加工质量即可。
四、喷嘴型式(孔径)和喷嘴高度对切割质量的影响喷嘴形状(孔径)、喷嘴高度(喷嘴出口与工件表面之间的距离)等,均会影响切割的效果。
1.喷嘴的作用控制气体扩散面积,从而控制切割质量。
图5 气体从喷嘴喷出的情况2.喷嘴与切割质量的关系喷嘴出口孔中心与激光束的同轴度是影响切割质量优劣的重要因素之一,工件越厚,影响越大。
当喷嘴发生变形或有熔渍时,将直接影响同轴度。
喷嘴形状和尺寸精度要求高,故喷嘴应小心保存,避免碰伤以免造成变形。
如果由于喷嘴的状况不良,从而需要要改变切割时的各项条件,那就不如更换新的喷嘴。
如果喷嘴与激光不同轴,将对切割质量产生如下影响。
a.对切割断面的影响如图所示,当辅助气体从喷嘴吹出时,气量不均匀,出现一边有熔渍,另一边没有的现象。
对切割3mm以下薄板时,它的影响较小,切割3mm以上时,影响较严重,有时无法切透。
图6 同轴度对切割断面的影响b.对尖角的影响工件有尖角或角度较小时,容易产生过熔现象,厚板则可能无法切割。
c.对穿孔的影响穿孔不稳定,时间不易控制,对厚板会造成过熔,且穿透条件不易掌握。
对薄板影响较小。
五、焦点位置对切割质量的影响焦点位置是指焦点距工件上表面的距离,以被加工材料表面为基准,工件表面以上为正,以下为负。
图7 焦点位置焦点位置直接影响切口宽度、坡度、切断面粗糙度及沾渣附着情况。
焦点位置不同,被加工物表面的光束直径及焦点深度即不同,进而引起加工沟的形状变化,影响加工沟内的加工气体及熔融金属的流动。
由于能量密度与4/πd2(d为焦点光斑直径)成正比,所以d应尽可能的小,以便产生窄的切缝。
同时d和透镜的焦深成正比,焦深越小,d就越小。
但切割有飞溅,透镜离工件太近容易被损坏,因此一般高功率激光切割工业应用中广泛采用5″~7.5″(127~190 mm)的焦距,实际焦点光斑直径在0.1~0.4 mm 之间。
因此控制焦点位置十分重要。
考虑到切割质量、切割速度等因素,原则上厚度<6 mm 的金属材料,焦点位置在表面;厚度>6 mm 的碳钢,焦点位置在表面之上;在切割不锈钢板时,焦点位置一般取在表面以下。
通常切割厚度为4 mm 以下材料时,选用5″聚焦镜。
飞行光路切割机切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。
入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。
为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,可安装光路补偿系统,以保持近端和远端的光程不变。
激光束通过聚焦透镜,如图8所示。
图8 光束通过透镜后形成的焦点光斑直径由下式计算:KD fd foc ⋅⨯=πλ4 (2) 其中:D ——聚焦前光束直径;K ——光束质量因子此外,引起焦点位置对切割质量影响的另一个因素是聚焦深度,其计算公式为:KD f Z F raydep ⨯⨯⨯⨯==πλ2222 (3) 由以上分析知,在不出现沾渣的情况下,焦点位置越靠近钢板中部,切割面越平滑。
焦点位置的选取对不锈钢板切割质量有重要影响。
当焦点位置合适时,切割下的材料熔化,而切割沿附近的材料并未熔化,渣滓即被吹走,形成无沾渣的切缝,如下图(a)所示;当焦点位置滞后时,切割材料下端单位面积所吸收的能量减少,切割能量削弱,导致材料不能完全熔化被辅助气体吹走,以致未完全熔化的材料附着在切割板材下表面,呈前端尖锐且短小的沾渣,如下图(b)所示;当焦点位置超前时,切割材料下端单位面积所吸收的平均能量增大,导致所切割下的材料与切割沿附近的材料融化,并呈液体流动状,这时由于辅助气压及切割速度不变,所熔化的材料呈球状沾附在材料下表面,如下图(c)所示。
故在切割过程中可以通过观察沾渣形态来调节焦点位置,保证切割质量。
(a)无沾渣 (b)尖锐且短小沾渣 (c)球状沾渣图9 焦点位置对沾渣的影响焦点位置合适焦点位置偏小焦点位置偏大图10 不同焦点位置对切割质量的影响在实际生产中,要求激光切割不锈钢板焦点选取在材料表面或表面以下。
这正是因为扩大切割沟上部宽度,提高气体及熔融物的流动性,并使平滑面范围扩大,提高切割质量。
在切割过程中,对不同厚度的钢板,焦点位置并没有一个确定的值,当焦点位置取在钢板表面或表面以上时,由于钢板下部平均功率密度小,能量不足,易在下表面产生沾渣。
因此,激光切割不锈钢板时,焦点位置应该选取在材料内部。
以提高气体及熔融金属的流动性,保证了下部有足够的能量密度,使平滑面范围扩大。
具体数值通过实验确定。
六、辅助气体(种类和压力)对切割质量的影响一般情况下,材料切割都需要使用辅助气体,主要涉及气体种类和压力。
气体种类、气压、喷嘴直径和几何结构影响边缘粗糙度和毛刺的生成,气体消耗取决于喷嘴直径和气压,切割气压在0.5MPa以下为低气压,2MPa以上为高压。