激光切割技术参数详解

《激光切割技术参数详解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《激光切割技术参数详解（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、激光切割技术参数详解激光切割机的应用越来越普及，如何高质高效的利用激光技术生产产品，则需要激光 切割机操作人员好好学习相关知识，更重要的是要在实践中不断总结经验。下面先搞 懂常用的几个激光切割技术参数。1专用的装置减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化，国内外激光切割系统的 制造商提供了一些专用的装置供用户选用：（1 ）平行光管。这是一种常用的方法，即在CO2激光器的输出端加一平行光管 进行扩束处理，扩束后的光束直径变大，发散角变小，使在切割工作范围内近端和远 端聚焦前光束尺寸接近一致。（2）在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴，它与控制喷嘴到材料表面距离（standoff ）的Z轴

2、是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时，光束从近端到远端F轴也同时移动，使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。（3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。若聚焦前光束尺寸变小 而使焦点光斑直径变大时，自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。(4 )飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加 时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时，使补偿光路增加，以保持光程长度 一致。2. 切割穿孔技术任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一 小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔，然后再用激光从小孔处开始进 行切割

3、。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法：(1) 爆破穿孔：(Blastdrilling)，材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑， 然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关， 爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜 在要求较高的零件上使用(如石油筛缝管)，只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。(2) 脉冲穿孔：(Pulsedrilli ng )采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化 或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切 割时的氧气压力小。每个脉冲激

4、光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时 间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较 小，其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更 重要的时光束的时间和空间特性，因此一般横流 CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切 换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静 止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加 速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上 条件的可能性不大。3

5、. 喷嘴设计及气流控制技术激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处， 从而形成一 个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化 使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此除光 束的质量及其控制直接影响切割质量外，喷嘴的设计及气流的控制（如喷嘴压力、工 件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。激光切割用的喷嘴采用简单的结构，即 一锥形孔带端部小圆孔。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造，体积较小，是易损零件，需经常更换，因此不进行流 体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn（表压为Pg）的气体

6、，称喷嘴压力，从喷嘴出口喷出，经一定距离到达工件表面，其压力称切割压力Pc，最后气 体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加，气流流速增加，Pc也不断增 加。可用下列公式计算：V=8.2d2(Pg + 1)V-气体流速L/mind-喷嘴直径mmPg-喷嘴压力(表压)bar对于不同的气体有不同的压力阈值，当喷嘴压力超过此值时，气流为正常斜激波， 气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度(n)两因素有关：如氧气、空气的n=5，因此其阈值Pn = 1barx(1.2)3.5 = 1.89bar。当喷嘴 压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时(Pn; 4bar )，气流正常斜激波封变为正激波，切 割压力Pc下降，气流速度减低，并在工件表面形成涡流，削弱了气流去除熔融材料 的作用，影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴，其氧气的喷嘴压力常 在3bar以下。