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        激光切割工藝介紹 激光切割機切割頭
        文章來源:   時間:2015-12-01 11:59:21

          激光切割加工無毛刺,皺折、精度高,優于等離子切割。對許多機電制造行業來說, 由于微機程序的現代化激光切割系統能方便切割不同形狀與尺寸的工件(工件圖紙也可修改),它往往比沖切、模壓工藝更被優先選用;盡管它加工速度慢于模沖,但它沒有模具消耗,無需修理模具,還節約更換模具時間,從而節省加工費用,降低產品成本,所以從總體上講在經濟上更為合算。



         
          另一方面,從如何使模具適應工件設計尺寸和形狀變化角度看,激光切割也可發揮其重現性好的優勢。作為層疊模具的優先制造手段,由于不需要模具制作工,激光切割運轉費用也并不昂貴,因此還能顯著地降低模具制造費用。激光切割模具還帶來的附加好處是模具切邊會產生一個淺硬化層(熱影響區),提高模具運行中的耐磨性。激光切割的無接觸特點給圓鋸片切割成形帶來無應力優勢,由此提高了使用壽命。 
         
         激光束聚焦成很小的光點其直徑可小于0.1mm,使焦點處達到很高的功率密度可超過106W/cm2。這時光束輸入(由光能轉換)的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分,材料很快加熱至汽化濕度,蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫。切邊熱影響很小,基本沒有工件變形。切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體。鋼切割時得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性氣體。進入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片并導致鏡片過熱。
         
          大多數有機與無機都可以用激光切割。在工業制造占有分量很重的金屬加工業,許多金屬材料,不管它具有什么樣的硬度,都可進形無變形切割(目前使用的激光切割系統可切割工業用鋼的厚度已可接近20mm)。當然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導體,因此激光切割很困難,甚至不能切割(某些難切割材料可使用脈沖波激光束進行切割,由于極高的脈沖波峰值功率,會使材料對光束的吸收系數瞬間急劇提高)。 


        激光切割是目前已經廣泛應用的一種先進的切割加工方式,它具有精密制造、柔 性切割、異型加工、一次成形、速度快、效率高、切割質量高, 加工產品無毛刺等優點; 它已大范圍的取代傳統的線切割、火焰切割等切割方式,是切割加工行業生產方式的一大進步。


        應用行業及主要經營范圍提供優質大型激光切割、數控沖床以及數控折彎成型等多種鈑金加工服務應用行業:電氣開關制造、航空航天、糧食機械、紡織機械、工程機械、機車制造、農林機械、電梯制造、特種汽車、家用電器制
        造、工具加工、I T制造、石油機械制造、食品機械、金剛石工具焊接、齒輪焊接、金屬材料表面處理、裝飾廣告、激光對外加工服務等各種機械制造加工行業。

        適用材料:專業切割碳鋼、不銹鋼、鍍鋅板、鋁合金、電解板、硅鋼、鈦合金、鍍鋁鋅板及多種合金鋼等金屬材料,也可對模切板、塑料、木材、復合材料等進行切割和成形。

        噴嘴

        噴嘴的形式和噴頭尺寸的選取對切割質量的影響很大。噴嘴的形式主要有三種:平行式、收斂式和錐形式。但目前國外有些機構應用氣體動力學的知識,研究出了收斂--擴張式噴嘴,此種類型的噴嘴應用于切割時,能有良好的切割特性。但是,由于該噴嘴復雜的內腔,加工的工藝性和精細型受到限制,使得其無法投入產業化生產。

        聚焦透鏡


        利用激光束的能量進行切割, 必須把激光器射出的原始光束經過透鏡聚焦, 才能形成高能量密度的光斑。根據高斯光學理論, 焦點處功率密度高。透鏡焦距越長, 焦點光斑越大, 功率密度越低, 但焦深大(焦深是指焦點兩側直徑變化為5% 的兩光斑間距, 在切割中也稱有效切割范圍) , 操作容許度大。 5 英寸透鏡的有效范圍大于3 英寸透鏡。這就是為什么說中長焦透鏡適合于厚板切割, 并對跟蹤系統的間距穩定度要求較低, 但要求激光器輸出功率高。反之, 短焦透鏡只適合于D3 以下的薄板切割, 短焦對跟蹤系統的間距穩定性有較嚴格的要求, 但它對激光的輸出功率要求可大大降低。

        跟蹤系統


        激光切割機聚焦跟蹤系統一般是由聚焦切割頭和跟蹤傳感器系統組成。切割頭包括導光聚焦、水冷、吹氣以及機械調整部分組成; 傳感器是由傳感元件和放大控制部分組成。根據傳感元件的不同跟蹤系統也完全不同,在此,主要有兩種形式的跟蹤系統,一種是電容式傳感器跟蹤系統, 又稱非接觸式跟蹤系統。另一種是電感式傳感器跟蹤系統, 又稱接觸式跟蹤系統。


        故障及維修


        電極、噴嘴是數控等離子切割機日常作業中消耗量大的消耗件,特別是原裝進口的電極和噴嘴。所以,有效延長電極和噴嘴的使用壽命,將大大降低等離子切割加工的生產成本。電極和噴嘴的消耗,與氣壓、冷卻水壓、電壓、電流、供氣質量及消耗件質量等多種因素有關,還必須注意一些因機器故障導致的異常消耗情況。曾遇到過切割機引弧瞬間,就頻繁燒毀成套的電極和噴嘴的現象,也有的在切割后0.5~1h內燒毀,這些都不是正常的消耗。經檢查發現,電極和噴嘴之間產生的電弧,把電極和噴嘴的邊緣燒結。為此,采取使用不同型號的電極和噴嘴,更換新割槍,調整氣、水壓力等措施,效果雖有些變化,但不顯著,且又時又莫名其妙地恢復正常。經反復檢查,發現是切割過程中偶然斷氣造成的故障。分段排查發現,電動閥控制臺內的電磁閥失電造成斷氣,而電磁閥失電是由于割炬小車的來回拖拽,造成割炬控制電纜接觸不良。由于斷氣時間很短,待測量時又是好的,故障很難發現。而正是在這個很短的斷氣時間內,造成電極和噴嘴燒毀。重新維修固定電纜后,故障消除。

         

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