激光切割工艺详解-共30页
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此文档下载后即可编辑第一章激光切割方法1.1 激光熔化切割在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。
因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。
——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。
气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。
在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
——最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。
——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。
1.2 激光火焰切割激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。
借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。
由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。
实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。
——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。
可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
——所用的激光功率决定切割速度。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
1.3 激光气化切割在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。
为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。
该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。
该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。
另外,这些材料通常要达到更厚的切口。
激光切割机工艺手册21627精编版

第一章激光切割方法1.1 激光熔化切割在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。
因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。
——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。
气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。
在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
——最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。
——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。
1.2 激光火焰切割激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。
借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。
由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。
实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。
——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。
可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
——所用的激光功率决定切割速度。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
1.3 激光气化切割在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。
为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。
该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。
该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。
另外,这些材料通常要达到更厚的切口。
激光切割机工艺手册之欧阳家百创编

第一章激光切割方法欧阳家百(2021.03.07)1.1 激光熔化切割在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。
因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。
——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。
气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。
在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
——最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。
——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。
1.2 激光火焰切割激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。
借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。
由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。
实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。
——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。
可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
——所用的激光功率决定切割速度。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
1.3 激光气化切割在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。
为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。
该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。
该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。
激光切割机培训·切割工艺.PDF

原因:①速度偏快; ②气压偏低; ③焦点在表面之下,需要
往表面上部调整。
局部有过烧
原因:①板材含有杂质、表面材 质不均匀;
②气压偏大 。
接口过烧
原因:检查是否用圆弧引入,建 议R为1.5毫米直线等于圆的半径 如有背面过烧需要留料。
注意:如调整后效果还不理想请 参考激光切割工艺
激光切割机·切割工艺
4边都有硬 毛刺
1
切割速度单位m/min,未注单位mm。
激光切割机·切割工艺·碳钢
厚度
10 12 16 20
焦距
7.5 7.5 7.5 7.5
焦点位置
+1.5 +2 +3 +4
切割功率
切割速度
O2压力
喷嘴直 径(复合)
喷嘴 高度
2000
1000
1.3
1.5
1
2000
1000
1
1.5 1.0
2200
800
1
2
1.0
激光切割机·切割工艺
薄低碳钢 聚焦于表面
厚低碳钢 聚焦于表面上部
不锈钢 铝
镍合金 聚焦于表面之下
激光切割机·切割工艺 材料切割
(氮气) 不锈钢
(氧气) 低碳钢
单层割嘴 复合割嘴
激光切割机·切割工艺
激光加工方式
脉冲切割 打点
外绕切割 打标十字线
打标 需要外绕切割
激光切割机·切割工艺
底面有熔 点和毛刺
原因:速度速偏慢,气压偏低; 焦点在表面上部,需要往
表面之下调整。
局部有硬毛刺
4边都有软 毛刺
原因:还需要按照上述精调。 注意:
如调整后效果还不理想请参 考激光切割工艺。
激光切割机工艺手册之欧阳法创编

第一章激光切割办法1.1 激光熔化切割在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的资料喷射出去。
因为资料的转移只产生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的资料离开割缝,而气体自己不参于切割。
——激光熔化切割可以获得比气化切割更高的切割速度。
气化所需的能量通常高于把资料熔化所需的能量。
在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
——最年夜切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和资料熔化温度的增加而几乎正比例地减小。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和资料的热传导率。
——激光熔化切割对铁制资料和钛金属可以获得无氧化切口。
——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对钢资料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。
1.2 激光火焰切割激光火焰切割与激光熔化切割的不合之处在于使用氧气作为切割气体。
借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反响使资料进一步加热。
由于此效应,对相同厚度的结构钢,采取该办法可获得的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该办法和熔化切割相比可能切口质量更差。
实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边沿质量。
——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是欠好的(有烧失落尖角的危险)。
可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
——所用的激光功率决定切割速度。
在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和资料的热传导率。
1.3 激光气化切割在激光气化切割过程中,资料在割缝处产生气化,此情况下需要很是高的激光功率。
为了避免资料蒸气冷凝到割缝壁上,资料的厚度一定不要年夜年夜超出激光光束的直径。
该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化资料排除的情况下。
该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
该加工不克不及用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让资料蒸气再凝结的资料。
另外,这些资料通常要达到更厚的切口。
激光切割工艺流程解析

激光切割工艺流程解析激光切割工艺是一种高精度、高效率的切割方法,在工业生产中得到广泛应用。
本文将分析激光切割的工艺流程,从设备准备、工件定位到切割操作,逐步介绍每个环节的具体步骤和要点。
一、设备准备激光切割工艺的第一步是准备好切割设备。
这包括激光切割机、辅助气体供应系统以及相应的控制系统。
在准备过程中,需要检查设备的状态,确保激光切割机的参数和参数设置正确。
同时,需要检查气体供应系统中的气体压力和流量是否正常,并确保切割头和焦距的调整合适。
二、工件定位在开始切割之前,需要将待加工的工件进行定位。
通过使用夹具、定位块等固定工件,确保其位置准确无误。
对于复杂形状的工件,可以通过摄像头等辅助设备进行定位。
三、光斑调整激光切割通过聚焦光束在工件上进行切割。
在开始切割之前,需要根据不同的材料和厚度进行光斑调整。
通过调整切割头的焦距、光斑形状以及光斑大小,使其适应不同切割需求。
四、切割操作在设备准备和工件定位完成后,可以开始进行切割操作。
切割操作包括以下几个方面:1. 激活激光切割机和辅助气体供应系统。
2. 根据切割要求,设置好激光功率、切割速度等参数。
3. 手动或自动控制切割头进行切割操作,确保切割路径正确无误。
4. 同时,辅助气体将会与切割区域接触,实现清除熔融材料并保护切割区域。
五、质量检验切割完成后,需要对切割质量进行检验,以确保满足加工要求。
质量检验可以包括以下几个方面:1. 检查切割边缘是否平整,是否有明显的裂纹和毛刺。
2. 检查切割尺寸是否与设计要求相符。
3. 对关键部位进行精确测量,以验证切割质量的准确性和可靠性。
4. 如果出现质量问题,需要进行切割参数或设备调整,以提高切割质量。
总结:激光切割工艺流程涉及设备准备、工件定位、光斑调整和切割操作等环节。
通过合理的流程控制和严格的质量检验,可以实现高精度和高效率的切割效果。
同时,切割操作人员需要具备一定的专业知识和经验,以确保切割过程的安全和稳定性。
激光切割工艺介绍

激光切割工艺的介绍:
1.工作原理:激光切割工艺的工作原理是将高能激光束照射到
材料表面,通过瞬间的高温使材料熔化、汽化或达到燃点,同时用高速气流将熔化或燃烧的材料吹走,从而实现切割。
2.特点:激光切割具有高精度、高效率、高自动化等优点,可
以实现快速、准确的切割,尤其适合于薄板材料和精密零件的加工。
此外,激光切割还可以通过改变激光参数或采用不同的辅助气体来切割不同材料。
3.分类:激光切割工艺可以根据不同的分类方式进行分类。
根
据切割方式,可以分为激光熔化切割、激光划片切割和激光控制断裂切割等。
根据激光器类型,可以分为固体激光切割和气体激光切割等。
4.应用范围:激光切割工艺广泛应用于汽车、航空、石油、化
工、轻工、食品等领域,可以加工各种金属材料和非金属材料,如不锈钢、碳钢、铝、铜、陶瓷、玻璃等。
5.发展趋势:随着科技的不断发展,激光切割工艺也在不断进
步和完善。
未来,激光切割工艺将朝着高速度、高精度、高质量、智能化的方向发展,同时随着新材料的不断涌现,对激光切割工艺的要求也将不断提高。
激光切割的工艺分析

激光切割的工艺分析激光切割是熔化与汽化相结合的过程,影响其切割质最的因家很多,除了机床、加工材料等硬件因素之外,其他软件因素也对其加工质遥有很大的影响。
根据实际切割中出现的问题,结合激光切割本身的特点,研究这些软件因家对加工质皿的影响正是计算机辅助工艺设计的荃本内容,具体包括以下几点:1、打孔点的选择,根据实际悄况确定打孔点的位里;2、辅助切割路径的设食;3、激光束半径补偿和空行程处理;4、通过板材优化排样来节省材料尽可能提高板材利用率。
5、结合零件套排问题的路径选取,6、考虑热变形等加工因素影响后的路径。
1.1.1打孔点位的确定激光切翻要从一个起始点开始切割,这个点叫做打孔点,具体来说打孔点就是指滋光束开始一次完整的轮廓切割之前在板材上击穿的一个很小的孔,因为下面紧接着的切割就是从这一点开始,所以有时又称为“引弧孔”,也可以叫做切割起始孔。
对于役有精度要求或要求不高的板材切割可以直接将打孔点设置在零件的切割轮廓上。
由于打孔点的形成需要一段预热时间而在其周围形成热影响区,加上打孔点的直径比正常切缝大,因此打孔点处的质蛋一般比线切割的质忿差得多。
如果将打孔点设置在零件轮脱上,就会大大影响零件的加工质量,所以对于精密加工,为了提高切割质及,保证加工精度,必须在切割路线的起点附近设皿一个打孔点,也就是将打孔点设兰在板材度域上面不可以直接设皿在零件轮廓上。
打孔点的合理设置对于零件的切割质皿有很重要的影响。
设里合理的打孔点距离零件切割路线起点的长短值也是很重耍的.这是因为,激光切割的成本很高,如果这个值设置的很长,那么就会增加加工的成本,同时也降低了加工的效率;而脉冲激光从激光束产生到各项参数如激光功率等基本保持稳定需要一个过程,所以也不能将这个值设置的很短:另外,如果考虑故光盗敏匆困勺热流影响,那么情况将更加复杂,所以合理的打孔点位里非常皿要. 同时打孔参数和切割参数也是有区别的,切割参数在打孔的情况下变成了打孔时间。
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激光切割工艺发表于 2009-10-26 20:50 | 只看该作者发表的帖子1#本文章共4286字,分3页,当前第1页,快速翻页:123激光切割工艺激光切割的工艺参数(1)光束横模① 基模又称为高斯模,是切割最理想的模式,主要出现在功率小于1kW的激光器。
② 低阶模与基模比较接近,主要出现在1~2kW的中功率激光器。
③ 多模是高阶模的混合,出现在功率大于3kW的激光器。
切割速度与横模及板厚的关系见图1。
由图可以看出,300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力。
但是,多模的聚焦性差,切割能力低,单模激光的切割能力优于多模。
常用材料的单模激光切割工艺参数见表1,多模激光切割工艺参数见表2。
表1 常用材料的单模激光切割工艺参数材料厚度/mm辅助气体切割速度/cmmin-1切缝宽度/mm功率/W低碳钢3.0O2600.2250不锈钢1.0O21500.140.0O2503.5钛合金10.0O22801.5有机透明玻璃10.0N2800.7氧化铝1.0O23000.1聚酯地毯N22600.5棉织品(多层)15.0N2900.5纸板0.5N23000.4波纹纸板8.0N23000.4石英玻璃1.9600.2聚丙烯5.5N2700.5聚苯乙烯3.2N24200.4硬质聚氯乙烯7.0N21200.5纤维增强塑料3.0N20.3木材(胶合板)18.0N2200.7低碳钢1.0N2450-5003.0N21506.0N2501.2O20.15 2.0O2 400 0.15 3.0O2 250 0.2 不锈钢1.0O2 300 -3.0O2 120 胶合板18.0 N2表2 常用材料的多模激光切割工艺参数材料板厚/mm切割速度/cmmin-1切缝宽度/mm功率/kW铝12230115碳钢6230115304不锈钢4.61302硼/环氧复合材料8165115纤维/环氧复合材料124600.620胶合板25.41501.58有机玻璃25.41501.589.4150120混凝土38568(2)激光功率激光切割所需要的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。
汽化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧气切割最小。
激光功率对切割厚度、切割速度和切口宽度等有很大影响。
一般激光功率增大,所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口宽度也有所加大。
激光功率与板厚和切割速度的关系见图2。
激光功率对切口宽度的影响见图3。
(3)焦点位置(离焦量)离焦量对切口宽度和切割深度影响较大。
离焦量对切口宽度的影响见图4。
一般选择焦点位于材料表面下方的约1/3板厚处,切割深度最大,切口宽度最小。
采用激光功率为2.3kW、切割不同厚度钢板时,离焦量对切割质量的影响见图5。
(4)焦点深度切割较厚钢板时,应采用焦点深度大的光束,以获得垂直度较好的切割面。
但焦点深度大,光斑直径也增大,功率密度随之减小,使切割速度降低。
若要保持一定的切割速度,则需要增大激光的功率;切割薄板宜采用较小的焦点深度,这样光斑直径小,功率密度高,切割速度加快。
(5)切割速度切割速度直接影响切口宽度和切口表面粗糙度。
不同材料的板厚,不同的切割气体压力,切割速度有一个最佳值,这个最佳值约为最大切割速度的80%。
切割速度与材料板厚的关系见图6,图中的上、下曲线分别表示能够切透材料的最大和最小切割速度。
切割速度对切口宽度的影响见图7。
切割速度对切口表面粗糙度的影响见图8。
(6)辅助气体的种类和压力切割低碳钢较多采用O2作辅助气体,以利用铁-氧燃烧反应热促进切割过程,而且切割速度快,切口质量好,可以获得无挂渣的切口。
切割不锈钢时,常使用O2 N2混合气体或双层气流。
单用O2在切口底边会发生挂渣。
氧气纯度对切割速度有一定的影响,研究表明,氧气纯度降低2%,切割速度就会降低本文章更多内容:1 - 2 - 3 - 下一页>>本文章共4286字,分3页,当前第2页,快速翻页:12350%。
氧气纯度对切割速度的影响见图9。
气体压力增大,动量增加,排渣能力增强,因此可以使无挂渣的切割速度增加。
但压力过大,切割面反而会粗糙。
激光氧气切割时,氧气压力对切割速度的影响见图10。
从图10中可以看出,当板厚一定时,存在一个最佳氧气压力,使切割速度最大;当激光功率一定时,切割氧气压力的最佳值,随板厚的增加而减小。
激光切割时,还需要根据被切割材料选用辅助气体。
表3列出激光切割用主要辅助气体的适用材料。
表3 激光切割用主要辅助气体的适用材料辅助气体适用材料备注空气铝切割厚度1.5mm以下,能获得良好的切割效果塑料、木材、合成材料、玻璃、石英-氧化铝陶瓷所有气体均适用,空气成本最低氧气(O2)碳素钢切割速度高、质量好、切割面上有氧化物不锈钢切割速度高,切割面上有较厚的氧化层。
切割边用于焊接时需要进行机加工铜用于切割厚度3mm以下时,能获得良好的切割面氮气(N2)不锈钢切割速度低,但切割边的抗腐蚀能力不降低铝用于切割厚度3mm以下时,切口整洁,切割面无氧化物镍合金-氩气(Ar)钛也可用于其他材料的切割激光切割的操作程序及技术要点(1)焦点位置的检出激光切割前需先根据材质调整光束焦点在工件上位置,由于激光束,特别是CO2气体激光,一般肉眼看不到,可采用图11所示的楔形丙烯块检测出焦点位置,然后调节割炬的高度,使焦点处于设定位置。
(2)穿孔操作要点实际切割加工时,有的零件需从板材的内部开始切割,这就要先在板材上打孔。
一种方法是采用连续激光,在薄板上穿孔,可以用正常的辅助气体压力,光束照射0.2~1s就能贯穿工件,然后即可转入切割。
当工件厚度较大(如板厚为2~4mm)时,采用正常的气体压力穿孔,在工件表面上会形成尺寸比较大的熔坑。
不但影响切割质量,而且熔融物质溅出可能损坏透镜或喷嘴。
此时宜适当增大辅助气体的压力,同时略微增大喷嘴的孔径和喷嘴与工件的距离。
这种方法的缺点是气体流量增加并使切割速度降低。
另一种方法是采用脉冲激光穿孔,贯穿工件后再转为连续激光进行切割。
用这种方法时,每一个脉冲的能量要高,而脉冲间隔时间宜稍长一些,这样可获得质量较好的穿孔,但脉冲穿孔所花的时间稍多些。
(3)防止工件锐角转折处的烧熔用连续激光切割带有锐角的零件时,如切割参数匹配或操作不当,在锐角的转折处很容易发生自烧熔现象,不能形成转角处的尖角。
这不仅使该部位的质量变差,而且还会影响随后的切割。
解决这一问题的办法是选择适宜的切割参数。
而采用脉冲激光切割时不存在锐角转折处的烧熔问题。
激光切割的质量(1)零件的尺寸精度激光切割的热变形很小,切割零件的尺寸精度主要取决于切割设备(包括驱动式工作平台)的机械精度和控制精度。
在脉冲激光切割中,采用高精度的切割设备和控制技术,尺寸精度可达到微米级。
CO2脉冲激光切割3mm厚的高碳钢时尺寸偏差小于50μm。
(2)切口质量激光切割的切口质量主要包括切口宽度、切割面的倾斜角和切割面粗糙度等。
切口质量要素如图12所示。
1)切口宽度激光切割金属材料时,切口宽度同光束模式和聚焦后光斑直径有很大的关系。
根据光束模式和焦距,CO2激光束聚焦后的光斑直径一般在0.15~0.3mm之间。
切割低碳钢薄板时,在适当加快切割速度的情况下,由于焦点设在工件的表面,切口宽度大致上等于光斑直径。
随着切割板厚的增加,切割速度也下降,就形成上宽下窄的楔形切口[见图12(a)],而且上部的切口宽度通常也大于光斑直径。
CO2激光切割碳素钢时,切口宽度一般约为0.2~0.3mm。
2)切割面的倾斜角(θ)激光切割厚板时,通常切口呈上宽下窄的楔形切口,有时切口下缘也出现倒V形[见图12(b)]。
切割面的倾斜角θ与切割方向有关。
CO2连续激光切割八边形碳素钢试件(见图本文章更多内容:<<上一页 - 1 - 2 - 3 - 下一页>>本文章共4286字,分3页,当前第3页,快速翻页:12313)时切割面的倾斜角实测值见表4。
表4 CO2连续激光切割八边形碳素钢试件切割面的倾斜角实测值切割方向及测定位置ABCDEFGH第1次测定值/(°)111第2次测定值/(°)111111平均值/(°)110.50.50.50.50.5注:1.激光器:CO2连续激光,单模式,额定输出功率2019W。
2.切割速度为65cm/min。
由表4可见,无论哪一个切割方向,切割面的倾斜角θ都在0°~1°之间,基本上看不出明显的倾斜。
CO2激光切割不锈钢时,为避免粘渣,焦点位置通常设在钢板表面以下部位,因此倾斜角θ比切割碳素钢时略大,而且即使切割不锈钢薄板时也经常出现倾斜的切割面。
切口下缘倒V形塌角量△F,在激光照射功率密度P0=3×106W/cm2的条件下,其值大致为△F≈(10~25)t (1)式中△F――塌角量,µm;t――板厚,mm。
当激光照射功率密度P0增大时,塌角量△F就减小。
因此采用高功率密度的激光束切割时,切口下缘倒V形塌角量就不明显。
3)切割面的粗糙度影响激光切割面的因素很多,除光束模式和切割参数外,还与照射功率密度、切割工件的材质和厚度有关。
另外,沿板厚方向切割面粗糙度也存在很大的差异,一般上部较细,下部较粗。
功率1000W的CO2连续激光切割钢材时,在激光照射功率密度P0≈3×106W/cm2的条件下,切割面的平均粗糙度PZ可按式(1)估算。
且随着激光照射功率密度P0的增大,粗糙度PZ 相应减小。
图14所示为低碳钢切割面的平均粗糙度与板厚的关系。
由图可见,低碳钢切割面的粗糙度随板厚增大而变大。
板厚1cm左右,其粗糙度为10µm级。
CO2激光切割低碳钢中厚板时切割面最大粗糙度的实测值见表5,最大粗糙度与板厚的关系见图15。
表5 CO2激光切割低碳钢中厚板时切割面最大粗糙度的实测值板厚/mm9121619平均厚度/mm切割面最大粗糙度Rmax/µm上11.0013.8817.3225.9617.04中11.7219.4820.7229.6420.39下17.7635.5643.1637.66平均值/µm13.4922.9727.0736.5825.03由图16和表5可以看出,切割面粗糙度随板厚和沿板厚的不同位置有所差别。
CO2脉冲切割面的粗糙度大大低于连续激光切割,在选用切割参数恰当的条件下,粗糙度仅为1~2µm。
激光功率1000W,CO2连续激光切割各种铝合金时切割面粗糙度的实测值见表6。
表6 CO2连续激光切割各种铝合金时切割面粗糙度的实测值板厚/mm割纹深度/µmAlCuMg合金(Mg2%)AlZnMgCu合金(Cu1.5%)AlMgSiCu合金0.844503513258531.415270641.619216471由表6可见,铝合金的激光切割面的粗糙度比碳素钢大得多。