工艺参数对不锈钢薄板激光切割质量的影响分析

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激光切割不锈钢的常见问题以及工艺参数

激光切割不锈钢的常见问题以及工艺参数

激光切割机切割金属材料的原理是采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使金属熔化并蒸发。

对将不锈钢薄板作为主构件的制造业而言,利用激光切割不锈钢是快速、有效的加工方法。

但是激光切割机在使用过程中总是会遇到些问题,造成切割质量不好,而影响金属切割质量最重要的工艺参量是切割速度、激光功率、气压等,所以解决激光切割不锈钢的常见问题要从工艺角度下手,如果在加工过程中严格控制激光切割机的工艺参数,就能保证工件的加工质量。

1、产生点滴状的细小规则毛刺
可能原因:(1)焦点太低;(2)进给速率太高
解决方法:(1)抬高焦点;(2)减小进给速率
2、两边都产生长的不规则的细丝状毛刺,大板材的表面变色
可能原因:(1)进给速率太低;(2)焦点太高;(3)气压太低;(4)材料太热
解决方法:(1)增加进给速率;(2)降低焦点;(3)加大气压;(4)冷却材料
3、只在切割边缘的一边产生长的不规则的毛刺
可能原因:(1)喷嘴未对中;(2)焦点太高;(3)气压太低;(4)速度太低
解决方法:(1)对中喷嘴;(2)降低焦点;(3)加大气压;(4)提高速度
4、材料从上面排出
可能原因:(1)功率太低;(2)进给速率过大;(3)气压太高
解决方法:出现此情况立即按暂停按钮,以防止熔渣飞溅到聚焦镜上增加功率减小进给速率减小气压.
5、除了以上常见问题,还可能出现切割边缘发黄问题
可能原因:激光切割机使用的辅助氮气里含有氧气杂质
解决方法:使用质量好、纯度高的氮气。

基于激光切割不锈钢板工艺参数研究

基于激光切割不锈钢板工艺参数研究

基于激光切割不锈钢板工艺参数研究摘要:工业领域,材料加工对于表面质量、尺寸精度都有较高要求。

在不锈钢切割过程,运用激光切割工艺,接缝质量良好,能够应用在航天、机械和船舶制造多个领域当中。

下文对于激光切割工作原理进行分析,探讨不锈钢板利用激光切割参数运用,并对工艺运用质量进行分析。

关键词:激光切割;不锈钢板;工艺参数引言:在加工不锈钢板过程,利用激光切割,能够快速在工件表面汇集高能激光束,使材料熔化,或者将其蒸发。

因为不锈钢属于重点工程材料之一,氧化物黏度低,且熔点高,非常适合利用激光切割的方法进行加工,研究加工过程工艺参数的应用对于工业生产具有指导性作用。

一、激光切割的原理分析激光切割过程,激光束会在材料外表聚焦为小孔,形成黑体,吸收率增加,让孔洞加深,利用辅助气体使材料蒸气被吹出接口。

如果利用激光熔化这一切割技术,激光束能熔化材料,利用辅助气体在材料气化前加压射流,从接口处去除。

受到喷嘴影响,激光、气流二者方向相同。

超声速流产生,材料可快速融化,且消耗功率小,仅为气化环节1/10左右。

用氧气当作辅助气,激光束和熔融板材二者还能发生放热反应,且气化切割速度超过融化切割速度5倍。

运用激光断裂材料,经过加热后材料就会快速升温,光斑周围产生应力,还会被压缩,待光速完全通过后,被压缩的应力呈现松弛状态,残余拉应力也随之产生,减压作用明显,受到应力影响,沿激光方向,裂纹逐渐扩展,使得工件材料分离[1]。

应用激光切割工艺,在初始切割阶段,试样边缘会由于拉应力的出现导致被切割的材料断裂,之后在激光光斑周围材料应力被逐渐压缩,待激光全部通过之后,材料受到的压应力,主要是塑性应力得到释放,不断松弛,呈现出残余应力,使被切割材料自上至下出现断裂。

在切割的后期,是材料断裂的不稳定时期,因为裂纹的尖部位置产生应力是和厚度方向同向拉力,导致部件出现不稳定的裂纹,因此,该技术主要应用于基板切割。

二、激光切割不锈钢板工艺参数研究者借助激光切割,针对304型不锈钢材质齿轮加工质量展开研究,优化了部件平均粗糙度,经过观察后,部件外表形态均匀,仅顶部有编织图案,底部存在浮渣,部件的外表未产生麻点、裂纹问题。

激光加工工艺对不锈钢表面质量的影响研究

激光加工工艺对不锈钢表面质量的影响研究

激光加工工艺对不锈钢表面质量的影响研究激光加工是一种非常先进的现代工艺,广泛应用于各个领域。

其中,激光加工工艺对不锈钢表面的影响备受关注。

本文以此为主题,探讨了激光加工工艺对不锈钢表面质量的影响,并提出了一些对策。

一、激光加工工艺及其特点激光加工是利用激光束将工件材料熔化,蒸发或氧化的一种加工方式。

它具有高速、高精度、高效率等特点,被广泛应用于制造业中。

目前,激光加工主要包括激光切割、激光打孔、激光刻蚀、激光表面处理等几种形式。

二、激光加工对不锈钢表面的影响1、激光切割激光切割是指利用激光束对不锈钢进行切割加工的过程。

激光切割的优点是切口光滑、精度高,同时还可以切割出各种形状,增加了产品的美观性和价值性。

但是,在实际操作中,激光切割容易导致不锈钢表面产生氧化或碳化等问题,影响不锈钢表面质量。

2、激光打孔激光打孔是利用激光束对不锈钢进行打孔加工的过程。

激光打孔的优点是精度高,孔径小,表面光洁度好,但是,激光打孔容易导致不锈钢表面裂痕,影响不锈钢表面质量。

3、激光刻蚀激光刻蚀是指利用激光束对不锈钢进行表面加工的过程。

激光刻蚀的优点是刻蚀深度可控,可以制作各种不同深度和形状的图案,但是,在实际操作中,激光刻蚀会使不锈钢表面因高温而产生氧化反应,影响不锈钢表面质量。

4、激光表面处理激光表面处理是指利用激光束对不锈钢表面进行加工的过程,主要应用于不锈钢的切割、打孔和刻蚀等表面加工。

此外,还可以利用激光对不锈钢表面进行打磨、喷砂和冷处理等加工。

激光表面处理的优点是良好的表面质量和精度,但是,它容易因高温而产生氧化反应,在不锈钢表面造成氧化污染,影响不锈钢表面质量。

三、解决不锈钢表面质量影响的方法面对不锈钢表面质量影响的问题,我们可以采用以下一些方法:1、优化激光加工工艺参数,降低激光功率和扫描速度,从而减少激光对不锈钢表面质量的影响;2、采用高品质的不锈钢材料,在保证产品质量的前提下,减少氧化和碳化等不良变化的发生;3、采用亚氧化喷砂工艺等表面处理方式,消除不锈钢表面氧化物、污点和碳化等问题,保证不锈钢表面质量的优良。

讨论激光加工中的切割工艺对于切割质量的影响上篇

讨论激光加工中的切割工艺对于切割质量的影响上篇

讨论激光加工中的切割工艺对于切割质量的影响上篇企业在运用激光切割机进行切割加工的过程中,如何提高切割的质量相信是所有企业最为关心的事情了,那么应该如何提高呢?切割速度、焦点位置、辅助气体、输出功率、材料特性是影响切割质量的五个主要原因。

另外,材料的固定装置也对切割的质量有着非常重要的影响,热力在激光切割的过程中是遍布整个材料的,因此在固定材料的时候必须要考虑到不能够造成材料的移动从而造成切割材料的时候发生尺寸的误差。

下面来详细的讨论下影响切割质量的因素切割速度的影响在一个固定的激光功率和材料条件下,切割速度是有着一个公式的,只有在这个数值以上的速度,材料的切割速度才和激光的功率大小成正比,就是说在这种情况下增加激光功率就能够提高切割的速度。

在这里要指出的是功率的大小不仅仅和激光的输出功率有关系,同时也和激光束模式有关联,最后要知道的是激光束的聚焦系统也对切割有着很大的作用。

当一件材料越薄的时候其切割的速度就越快,反之则越慢。

因此我们在保持其它数据不变的情况下提高切割速度就要做到这么几点:1、提高功率。

2、完善激光束的模式。

3、降低聚焦光斑的尺寸。

4、注意切割材料的材质。

对于切割金属材料的切割来说,如果我们能够保持所有的工艺流程都保持不变,那么激光切割的速度就可以在一个固定范围内有着非常满意的切割质量,而且这种范围对于切割金属来说是非常宽松的。

需要注意点,在某些情况下切割的速度如果过慢那么有可能会导致熔化的材料没能及时排除,从而烧蚀材料表面造成切割粗糙焦点位置调整的影响激光功率大小对于切割速度有非常大的影响,我们在选择透镜的焦长的时候就需要非常慎重了。

激光束在产生聚焦后其形成的光斑的大小事与透镜的焦长成正比的,激光束在经过了短焦距长透镜后所产生的光斑的尺寸很小,从而焦点处的功率非常的高,这对材料的切割时非常有利的。

当然了其也是存在缺点的,其的焦深很短同时调节的余度非常小一般情况下只适合高速切割方式适合的薄板材料。

激光切割加工中的参数优化与工艺分析

激光切割加工中的参数优化与工艺分析

激光切割加工中的参数优化与工艺分析引言激光切割技术作为一种非接触式的加工方式,具有高精度、高效率、无污染等优点,广泛应用于金属加工领域。

而激光切割加工的质量和效率则受到各种参数的影响。

因此,对激光切割加工过程中的参数进行优化与工艺分析,对于提高加工质量和效率具有重要意义。

一、激光切割加工中的常用参数1. 激光功率:激光功率是激光切割中最基本的参数之一。

激光功率的大小直接影响切割速度和切割深度。

一般来说,功率过大容易造成切割过度熔化,功率过小则会导致切割效率低下。

2. 扫描速度:扫描速度是激光束在工件表面移动的速度。

扫描速度的选择直接影响切割速度和切割表面质量。

过高的扫描速度会导致切割不完整,过低则会导致切割速度过慢。

3. 焦点位置:焦点位置是指激光束在工件上的聚焦位置。

不同的焦点位置会对切割质量产生影响。

如果焦点位置过高或过低,将会影响切割线的质量和精度。

4. 气体类型与流量:在激光切割过程中,常用的气体有氮气、氧气和惰性气体等。

不同的气体类型和流量对切割质量起到重要作用。

例如,氮气可以防止切割过程中的氧化反应,而氧气可以提高切割速度。

二、参数优化与工艺分析方法1. 基于试验和经验的方法:通过在实际加工中调整参数并进行试验,观察切割效果和质量,得到合适的参数组合。

在此基础上,结合经验,不断优化参数,提高加工效果和质量。

2. 基于数学模型和仿真的方法:通过建立激光切割加工的数学模型,并借助仿真软件进行模拟,对不同参数组合下的切割效果进行评估。

通过分析仿真结果,优化参数组合,找到最佳的加工工艺。

3. 基于人工智能的方法:利用机器学习、深度学习等人工智能技术,对激光切割加工的数据进行分析和处理。

通过大量的数据训练和优化,实现对参数组合的智能优化,提高切割效率和质量。

三、激光切割加工中的参数优化与工艺分析案例1. 参数优化案例:以不锈钢材料为例,通过试验和经验的方法,确定合适的功率、扫描速度、焦点位置和气体流量等参数。

YAG激光切割不锈钢薄板的工艺参数研究

YAG激光切割不锈钢薄板的工艺参数研究
中图分类号 :V 2 6 1 . 8 文献标识码 :A 文章编号
St u dy o n Te c hn o l o g i c a l Pa r a me t e r s o f YAG La s e r Pr e c i s i o n Cu t t i ng S t a i nl e s s S he e t
i c a l p a r a me t e r s o n c u t t i n g s u l  ̄ a c e q u a l i t y a n d j o i n t — c u t t i n g w i d t h w e r e s t u d i e d .T h e d a t a o f s i n g l e f a c t o r e x p e r i m e n t p r o v e :w i t h t h e i n —
YI N Gu i mi n. LI Zh a n g u o. S HI Ya o c h e n
( Me c h a n i c a l &A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g C o l l e g e ,C h a n g c h u n U n i v e r s i t y ,C h a n g c h u n J i l i n 1 3 0 0 2 2,C h i n a )
c r e a s i n g o f s c a n n i n g v e l o c i t y , t h e j o i n t — c u t t i n g w i d t h d e c r e a s e s ; t h e w i d t h i n c r e a s e d w i t h t h e i n c r e a s i n g o f s c a n n i n g v e l o c i t y , l a s e r c u r ・

激光切割不锈钢板工艺参数研究

激光切割不锈钢板工艺参数研究

★来稿 日期:0 1O— 3 ★ 2 1- 10 基金项 目: 重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室开放课题基金资助(46_5 o—60 )
重庆市科委攻关项 目( S C 2 0 A 3 3 ) C T ,0 5 C 0 3
12 9
实验 , 得到实验数据 , 如表 1 所示。
增大而增大 , 基本满足式 := T 4 两式可 以为试切参数 的制定提 p2 +。
供依据 , 对实际加工起指导作用。
参 考文献
[] 1 张永康. 激光加工技术[ . M] 北京: 化学工业 出版社 ,04 ( )2~ 7 2 0 ,1 : 3. 7
切割面较粗糙 , 切缝较宽; 若辅助气体压力过低 , 则吹不走切 口处的 1 ] hyslui, .ae c iig hoyadPat es grV a, 2 C rs o r GL sr hnn er n rc c,p ne— el o s Ma T i rg 1 91 9 . 熔融材料, 在被切割材料背面产生沾渣。 因此 , 辅助气体压力存在一
度使切割面呈现较平稳线条, 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 , 并 下半部产生熔 渣 ; 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 ,
甚至引起过烧。 工件所允许的最大切割速度可以根据能量守恒和
热传导进行估算 即公式( ) 一 "'( L mL一 , 3 。 w T—Ct~ ' - 一 '/ p + +
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激光切割3mm不锈钢误差

激光切割3mm不锈钢误差

激光切割3mm不锈钢误差摘要:一、激光切割机的基本信息二、切割不锈钢的工艺参数三、影响切割精度的因素四、结论正文:一、激光切割机的基本信息激光切割机是一种高精度的切割设备,它通过激光束的高能量瞬间作用于材料表面,使材料迅速升温至熔化或汽化状态,从而达到切割的目的。

激光切割机具有切割速度快、精度高、加工范围广等优点,被广泛应用于金属加工、制造业等领域。

在本文中,我们以光纤激光切割机为例,讨论如何切割3mm 厚的不锈钢。

切割过程中,我们需要关注的参数包括功率、喷嘴、氮气压力和切割速度等。

二、切割不锈钢的工艺参数1.功率:根据切割材料的厚度和材质,选择合适的激光功率。

对于3mm 厚的不锈钢,推荐使用2000W 的功率。

2.喷嘴:喷嘴的选择会影响到激光束的聚焦效果,进而影响到切割精度。

在本文中,我们选择使用-3 号喷嘴,并将喷嘴与材料表面的距离设置为2.0mm。

3.氮气:在切割过程中,氮气起到冷却和保护的作用。

对于3mm 厚的不锈钢,我们将氮气压力调至10KG,以保证切割效果。

4.切割速度:切割速度是影响切割精度和效率的重要因素。

在初始阶段,我们可以从2 米/分钟开始尝试,然后根据实际情况逐步提高速度。

三、影响切割精度的因素1.激光功率:激光功率过大或过小都会影响切割精度。

功率过大会导致熔池过大,切割边缘不平整;功率过小则可能导致切割不透。

2.喷嘴与材料表面的距离:喷嘴与材料表面的距离会影响到激光束的聚焦效果,距离过远或过近都会导致切割精度降低。

3.氮气压力:氮气压力过大或过小都会影响切割效果。

压力过大可能导致熔池不稳定,切割边缘粗糙;压力过小则可能导致切割不透。

4.切割速度:切割速度过快或过慢都会影响切割精度。

速度过快可能导致切割不透或熔池不稳定;速度过慢则可能导致切割效率低下。

四、结论通过合理选择激光切割机的工艺参数,我们可以在保证切割效率的同时,提高切割精度。

对于3mm 厚的不锈钢,我们可以尝试使用2000W 的功率、-3 号喷嘴、2.0mm 的喷嘴与材料表面距离、10KG 的氮气压力和2 米/分钟的切割速度。

激光切割不锈钢工艺

激光切割不锈钢工艺

激光切割不锈钢工艺浅析摘要:激光切割不锈钢技术就是利用激光束照射到钢板表面上很小的区域范围,激光束能量高度集中对不锈钢板局部迅速加热,不锈钢蒸发,从而实现对不锈钢的切割。

激光切割技术切割速度快、质量好等优点,广泛应用于各个材料领域。

关键词:激光切割;不锈钢板;工艺1 激光切割不锈钢工艺特点激光切割不锈钢技术具有很多优点。

激光切割不锈钢有多种方法,可以在二氧化碳激光中在切割断面加氧气,也可以加氮气。

其中,加氧气切割,会在切割面形成氧化膜;加氮气切割边缘没有氧化膜和毛刺,不需要作进一步处理。

对于切割不锈钢薄板,通常为4mm以下的不锈钢,激光切割是一个非常有效的加工工具,能够保证不锈钢薄板良好的耐腐蚀性。

相对较厚的板也可以用激光切割,但切割部件的尺寸误差也增大了。

1.1 激光切割的切缝窄、加工精度高,工件变形小激光切割原理和过程是:激光源一般用二氧化碳激光束,激光束聚集在很小的区域范围,聚焦焦点升温快,能量高度集中,局部形成的热量仅有少量热传到钢材的其它部分,但是热量传导的部分远远小于激光束输入的热量。

不锈钢材料迅速加热汽化,进而蒸发形成空洞,激光束移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝,从而完成切割。

由于不锈钢板局部升温快,热量被传导的少,切边受热影响很小,因此切口宽度窄,一般只有0.1-0.5mm,工件基本不变形。

不锈钢切割加氧气可以对较厚的不锈钢板进行切割,切割最大厚度为20mm。

氧作为辅助汽体与熔融金属发生化学反应,该化学反应放热,产生氧化材料,同时化学反应产生的气流能帮助吹走割缝内的熔渣,切割表面光洁美观,因此切缝一般不需要再加工即可焊接,方便了后续加工。

激光切割加工的不锈钢板无毛刺、皱折、精度高。

激光切割不需要模具,而且目前由微机程序控制,现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件,不使用模具,也无须修理模具,不仅节省了加工费用、降低了生产成本,而且节约了更换模具的时间。

1.2 切割速度快采用2kw的激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm 厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,不锈钢越薄切割速度就越快,从而提高生产效率。

不锈钢薄板激光切孔工艺

不锈钢薄板激光切孔工艺
的应用研究
实验中使用的激光切割设备具有一定的局限 性,未来可以尝试使用更先进的设备进行实 验
可以进一步优化实验方案,例如通过改变激 光功率、速度等参数,以提高切割质量和效 率
07
参考文献
参考文献
文章标题:不锈钢 薄板激光切孔工艺 研究
发表刊物:应用激 光
发表时间:2020年
感谢您的观看
THANKS
通过实验验证了激光切割工艺参数 对切割质量和效率的影响
对比了传统机械切割和激光切割的 优缺点,发现激光切割具有更高的 精度和效率
研究不足与展望
实验中仅探索了单一材料类型和厚度,未来 可以研究其他类型的不锈钢以及厚度变化对
激光切割效果的影响
未来可以开展更全面的对比研究,包括与其 他切割方法的比较,以及在实际生产环境中
激光器
光纤激光器,输出功率为100W,波长为 1064nm,光斑直径为1mm。
实验方法
将不锈钢薄板放置在激光切割机床上,根 据设定的工艺参数进行激光切孔实验。
实验结果及数据分析
激光功率对切孔质量的影响
随着激光功率的增加,切孔直径逐渐增大,切孔 边缘光滑度提高,当功率达到一定值时,切孔边 缘出现烧焦现象。
04
工艺参数对激光切孔质量 的影响
功率对激光切孔质量的影响
总结词
激光功率是影响激光切孔质量的重要因素之一。
详细描述
随着激光功率的增加,激光束能量增大,材料吸收的能量增加,熔化程度加剧,形成的孔壁更为光滑,孔径更 小。但是,过高的功率会导致材料过度熔化,进而形成孔径不圆滑、孔壁挂渣等缺陷。
速度对激光切孔质量的影响
05
激光切孔工艺优化及建议
工艺参数优化
激光功率
激光功率对切割速度、切口质 量和材料变形有重要影响。通 过调整激光功率,可以优化切

工艺参数对激光切割工艺质量的影响_曾昭阳

工艺参数对激光切割工艺质量的影响_曾昭阳

80 SCIENCE &TECHNOLOGY FOR DEVELOPMENT工程技术-技术创新与应用工艺参数对激光切割工艺质量的影响曾昭阳 王笑香 哈尔滨工业大学 哈尔滨 150001摘要:随着科技的发展,国内汽车制造业在材料加工方面逐步引进激光切割技术,激光切割加工是一项极为繁杂的过程。

通过汽车冷轧钢板激光切割实验,分析激光切割工艺参数对粗糙度、挂渣以及切缝宽度等切割质量的影响。

关键词:工艺参数 激光切割 工艺质量激光切割技术在国外已经发展成熟,并得到广泛应用。

随着我国科技进步,一些汽车制造厂商也在材料加工领域逐步引进激光切割技术[1]。

在激光加工技术中,运用最为普遍的是激光切割技术,该技术具有切割速度快、实用性高以及切口宽度小等优势。

在切割加工范围内,二氧化碳激光器所占比例已达80%左右。

在激光切割实际运用中,激光热应力切割法、激光气化切割法以及激光融化切割法等影响最大。

激光切割加工工艺参数选择在很大程度上影响着最终的切割质量,而激光切割质量只有达到一定标准,才能被最终加以运用。

激光切割加工过程受诸多因素的影响,在这一系列因素中,影响最为深远的当属激光输出功率以及激光切割速度对表面粗糙度、切缝宽度、挂渣以及热影响区宽度的影响。

笔者在此选择汽车冷轧钢板进行激光切割工艺试验,借助实验所得数据,总结出激光输出功率及激光切割速度对激光切割工艺质量的影响规律[2]。

工件在切割前,对其进行激光切割的可行性以及切割过程中可能出现的问题要预先予以考虑。

比如,此类材料可否进行激光切割、切割的难点、是否需要试割、工件切割的基准起始点等。

影响激光切割质量的因素很多,激光切割的一个主要优点是能够对切割过程中的主要因素实施高度控制,使切割出的工件充分满足客户的要求,并且重复性好。

这些主要因素由切割速度、焦点位置、辅助气体压力、激光输出功率等工艺参数构成。

除了以上4个最重要的变量以外,对切割质量产生影响的因素还包括光束参数(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脉冲波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面状态),以及割炬和喷嘴、外光路系统、工件固定等其他因素。

影响切割质量的因素

影响切割质量的因素

不锈钢的激光切割
不锈钢一般采用高压氮气辅助切割,需要激光功率较高, 切口白亮,不氧化、不变色。如用氧气助熔切割,在同样功率 下切割速度可加快,但切口氧化变黑。不锈钢中含有10%--20%的铬,由于铬的存在,倾向于破坏铁的氧化过程,使熔化 层氧化不完全,反应热减少,切割速度较低。另一方面,由于 熔化物没有完全氧化,与工件之间有较大的黏附力,不易完全 从切口吹除,较易在切口的下沿留有熔化残渣。特别是对于含 镍元素的奥氏体不锈钢来讲,熔融态的镍的黏度较高,更容易 引发熔渣黏附在割缝背面。对于切口氧化程度要求不高时,也 可以采用压缩空气作为辅助气体。为了减少粘渣和提高切割速 度,可以采用高压氧气来切割不锈钢。另外采用高重复频率脉 冲激光切割不锈钢,高的峰值功率可有效地消除切口粘渣。切 割不同牌号的不锈钢,切割参数略有不同。
当喷嘴压力大于300kPa时,会产生正激波。切割压力 与喷嘴到工件表面距离的关系,已没有明显的周期性压力 变化,高切割压力区距喷嘴出口非常近,其他区域切割压 力太低。
透镜焦距、焦点位置与切割质量
透镜焦距与焦点位置是光束能会聚成很小的光点, 获得极高的能量密度,从而切出窄的割缝,为此需要焦 点光斑直径尽可能的小。由于焦点光斑直径与透镜焦距 成正比,为此要选择短焦距的透镜,但在激光穿孔时飞 溅较大,透镜离工件太近容易将透镜损坏。另一方面透 镜的焦深与透镜焦距也成正比,为了控制方便,透镜焦 深不能太小,也要求透镜的焦距不能太短。综合考虑, 一般大功率CO2激光工业切割机中广泛采用127--190mm 的焦距,此时焦点光斑直径在0.1--0.4 mm之间,焦深 在5--8mm之间,需要控制焦点相对于被切割材料表面的 位置不超过焦深值。
常用材料的激光切割特性 --金属板材的激光切割
可见所有的金属对红外波段的激光都有很 高的反射率,但高功率的红外激光还是能很好 地切割金属,主要是由于高功率密度(大于106 W/cm2)的聚集激光照射到金属表面时,光照射 的焦点处会在微秒量级的时间内熔化和氧化, 氧化层和熔融的金属层对光的吸收率急剧增加, 一般可达到60%--80%。一旦完成穿孔,光的吸 收率更高。因此,大多数金属材料可以很好地 用激光进行切割加工。

光纤激光切割机加工参数对切割质量的影响

光纤激光切割机加工参数对切割质量的影响

光纤激光切割机加工参数对切割质量的影响一、激光功率对切割能力和质量的影响激光切割的质量主要包括以下几个方面:尺寸精度、切口速度、切割面的粗糙度和热影响区的宽度。

1、激光功率和切割厚度:激光输出功率越大,所能切割的材料的厚度就越大,比如说武汉梅曼科技有限公司生产的光纤激光切割机,1000W可以切割10mm的碳钢和8mm的不锈钢,而500W的就得不到这个厚度。

当然,在相同功率的情况下,如果是所切割的材料材质不同,所能切割的厚度也不相同。

2、激光功率和切割速度:光纤激光切割不同板厚、不同材料时,功率与板厚的比值同切割速度成正比关系。

在相同的激光功率条件下,激光有氧切割的速度要比激光熔化切割快得多。

3、激光功率与表面粗糙度:在激光切割加工中,照射到工件上的激光功率密度PO(W/CM²)和能量密度EO(J/CM²)对激光切割过程起着重要的影响。

二、激光束的质量激光切割的切口宽度同光束模式和聚焦后光斑直径有很大的关系。

由于激光照射的功率密度和能力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力密度,在激光切割加工中,光斑尺寸要尽可能小。

三、辅助气体一般情况下,材料切割都需要辅助气体,其有四个目的,一是与金属产生放热化学反应,增加能力强度;二是从切割去吹掉熔渣,清洁切割缝;三是冷却邻近区域,减小热影响尺寸;四是保护透镜,防止燃烧产物污染光学镜片。

四、辅助气体压力增加辅助气体压力可以提高切割速度,但到达一个最大值后,继续增加气体压力反而会引起切割速度的下降。

在高的辅助气压下,切割速度降低的原因除归结为高的气流速度对激光效应区冷却效应增强外,还可能是气流中存在的间歇冲击波对激光作用区的干扰。

气流中存在不均匀的压力和温度,会引起气流场密度的变化。

五、喷嘴与工件表面的距离喷嘴气流与工作切缝耦合是个动力学问题,排除气流形式与喷嘴和工件间距离都是重要变量。

喷嘴离工件表面太近,影响对溅散切割产物之巅的驱散能力;但离得太远,会造成不必要的动能损失。

激光切割工艺参数设置经验

激光切割工艺参数设置经验

激光切割工艺参数设置经验在激光切割领域,工艺参数的设置对于切割品质和效率至关重要。

合理的工艺参数设置可以保证切割过程稳定、效率高、切割边缘平整。

本文将介绍一些激光切割工艺参数的设置经验,帮助您更好地掌握激光切割技术。

1. 材料厚度激光切割工艺中,材料的厚度是决定工艺参数的关键因素之一。

一般来说,材料越厚,需要的功率越大,切割速度也会相应减小。

在设置工艺参数时,需要根据材料的具体厚度来调整功率和切割速度,以达到最佳切割效果。

2. 焦距焦距是指激光聚焦镜头与工件表面之间的距离。

合适的焦距可以保证激光能量聚焦在工件表面上,确保切割质量。

一般来说,焦距设置过近会导致焦点集中在工件内部,使切割质量下降;焦距设置过远则会导致能量不足,影响切割速度。

因此,在设置工艺参数时,要根据材料的特性和厚度来调整焦距,以获得最佳的切割效果。

3. 激光功率激光功率是影响切割速度和质量的重要参数之一。

功率过高会导致工件熔化过多,切口边缘不平整,功率过低则会导致切割速度慢,切割效果不佳。

在设置工艺参数时,要根据材料的种类和厚度来选择合适的激光功率,以确保切割效果最佳。

4. 切割速度切割速度直接影响了生产效率和切割质量。

过快的切割速度会导致切口边缘粗糙,切口熔渣过多;而过慢的切割速度则会浪费时间,降低生产效率。

在实际操作中,要根据材料的特性和厚度来调整切割速度,以获得最佳的切割效果。

5. 气体类型和压力激光切割过程中常用的气体有氮气、氧气和惰性气体等。

不同的气体对切割效果有着不同的影响。

一般情况下,氮气可用于不锈钢和铝合金的切割,氧气适用于碳钢和合金钢的切割。

在设置工艺参数时,需要根据所切割材料的种类选择合适的气体类型和压力,以确保切割质量。

综上所述,激光切割工艺参数的设置直接影响了切割效果和生产效率。

合理设置工艺参数可以提高切割质量,降低生产成本,提升生产效率。

通过不断实践和总结经验,我们可以更好地掌握激光切割技术,为生产加工提供更好的保障。

激光切割的影响要素

激光切割的影响要素

激光切割的影响要素一、喷嘴选型喷嘴直径大小决定了进入切口的气流形状、气体扩散面积、气体流速,从而影响了熔融物去除、切割的稳定情况。

进入切口的气流量大、速度快、工件在气流中的位置恰当,喷射去除熔融物的能力越强。

固定流量下,不同喷嘴尺寸,监控气压不锈钢越厚,喷嘴的选用应越大,比例阀设置越大,增大流量,才能确保压力,切割出正常断面效果。

二、辅助气体选择和气体纯度不锈钢激光切割加工中经常会用到各种辅助气体,例如氧气、氮气、空气等,使用不同的气体类型,切割断面的效果不同。

氧气是黑色断面,空气为淡黄色,氮气可保持不锈钢原色不被氧化。

不锈钢切割以氮气为首选辅助气体。

三、焦斑位置为保证切割效果,及保护喷嘴不受损伤,在切割加工前还需要做同轴测试,确保喷嘴与激光器输出光束同轴。

测试方法:将透明胶带纸贴至喷嘴出口端面上,调整激光输出功率进行打孔,观察透明胶带纸上是否有中心孔及中心孔的位置,同步调节镜腔手柄上的调整螺钉,直至激光在透明胶带纸上打出的孔与喷嘴中心重合。

焦点不一样,所能切割的厚度、材质、品质也不一样,切割不同的材质和厚度,都需要调节成不同的焦点。

切割前,测量出实际零焦点,以零焦点为基准才能够进行切割工艺参数的测试和分析,不锈钢切割以负离焦为主要工艺选择方向。

四、激光频率调整和占空比对切割质量的影响频率变化对不锈钢厚板切割的影响:频率从500-200Hz范围减小,切割断面效果变细腻,分层慢慢改善。

频率设置到100Hz时,无法切割,反蓝光。

通过频率的改变,找出最佳频率范围。

为确保最佳切割断面,必须保证脉冲次数与单脉冲能量完美匹配。

占空比变化对不锈钢厚板切割的影响:占空比53%是临界值,继续降低占空比,下表面出现未切透痕迹,占空比增大到60%,断面变粗糙,分层明显,切割表面发黄。

五、其它喷嘴高度、机床运动参数、运动加速度、运行速度、材料材质等对切割结果也有影响,需要测试、分析以获得最优参数组合。

激光切割3mm不锈钢误差

激光切割3mm不锈钢误差

激光切割3mm不锈钢误差(最新版)目录一、激光切割机的基本信息二、切割不锈钢的参数设置三、切割过程中的注意事项四、误差分析及解决方案正文一、激光切割机的基本信息激光切割机是一种高精度的切割设备,采用激光束作为切割工具,具有高能量、高精度、高速度等特点。

在各种金属切割中,激光切割机有着广泛的应用,尤其在不锈钢切割方面表现突出。

激光切割机可以根据需要调整功率、切割速度、氮气压力等参数,以实现最佳的切割效果。

二、切割不锈钢的参数设置在切割 3mm 厚的不锈钢时,激光切割机的功率设置为 2000W,氮气压力设置为 2MPa。

为了保证切割效果,选择合适的喷嘴尺寸也十分重要。

在本次操作中,我们选择了焦点为 -3,喷嘴为 2.0 的配置。

此外,为了保证切割过程中的流量充足,我们将氮气压力调整到 10KG。

三、切割过程中的注意事项在切割过程中,我们需要注意以下事项:1.切割速度:切割速度过快会导致切割不完全,过慢则会使切割面粗糙。

我们需要根据实际情况调整切割速度,以达到最佳的切割效果。

在本次操作中,我们先从 2 米/分钟开始尝试,逐步调整到合适速度。

2.切割气体:选择合适的切割气体可以提高切割质量。

在本次操作中,我们选择了氮气作为切割气体,并将压力调整到 10KG,以保证切割过程中的流量充足。

3.焦点和喷嘴:合适的焦点和喷嘴尺寸可以保证切割质量和效率。

在本次操作中,我们选择了焦点为 -3,喷嘴为 2.0 的配置。

四、误差分析及解决方案在切割过程中,可能会出现误差,影响切割质量。

针对这些误差,我们可以采取以下措施:1.切割误差:切割误差可能是由于切割速度、功率、气体压力等参数设置不当导致的。

我们可以根据实际情况调整这些参数,以降低误差。

2.焦点误差:焦点误差可能是由于焦点位置设置不当导致的。

我们需要根据实际需求,调整焦点位置,以保证切割质量。

3.喷嘴误差:喷嘴误差可能是由于喷嘴尺寸选择不当导致的。

我们需要选择合适的喷嘴尺寸,以保证切割质量。

激光切割加工不锈钢研究

激光切割加工不锈钢研究

激光切割加工不锈钢研究文章介绍了激光切割加工的特点,结合激光切割不锈钢的实例,为激光加工金属零件提供了试验方法。

标签:激光切割;重熔层;异形孔;不锈钢前言激光切割技术是采用激光束集中照射到材料表面,利用释放的能量使材料熔化并蒸发的一项技术。

由于激光切割能量非常集中,只有少量的能量传递到金属其他部分,所以这种加工方式产生的变形很小。

激光切割在民用产品中有着广泛的应用,如原材料下料、金属及非金属零件加工、装饰、广告和服务行业等。

在航空业中,某些具有异性孔或其他形状特征的复杂零件,采用传统铣削工艺难以加工,激光切割利用其优势,能很好地解决这种问题。

但由于激光加工容易在被加工零件加工区域形成裂纹和重熔层,因此,对激光加工技术的应用抱有谨慎态度。

文章重点对激光加工不锈钢零件进行了研究。

1 激光切割原理激光切割是利用聚焦的高功率密度激光束照射工件,在超过激光阀值的激光功率密度前提下,激光束的能量以及活性气体辅助切割过程所附加的化学反应热能全部被材料吸收,由此引起激光作用点的温度急剧上升,达到沸点后材料开始气化,并形成孔洞,随着光束与工件的相对运动,最终使材料形成切缝,切缝处的熔渣,被辅助气体吹除。

金属对激光有很好的吸收性,因此,可以对几乎所有的金属进行激光加工。

根据激光切割原理,激光切割有以下特点:激光切割技术加工零件不需与零件接触,切缝窄,切口位置度好,加工精度高;切削速度高,自动化程度高。

2 激光切割机参数分析试验使用的设备是Lasertec80FC,其中影响重熔层的关键参数有:电压、频率、脉冲、进给速度和喷嘴距离,其中电压和频率对结果的影响比较大。

使用此设备需对一些参数进行设置。

激光电压:决定激光束的功率的原因之一,电压越大,功率越大。

激光频率:每秒激光脉冲的个数,决定激光束的功率原因之一。

进给速度:激光束在当前点的持续切割时间与切割头在材料平面上的移动速度成反比。

速度越高,持续时间越短,反之亦然。

切割速度的选择要和材料材质和厚度相关,高于一定的速度,材料将不被切透,低于一定的速度,材料熔化过多会造成重熔层过厚、氧化层过厚等多种缺陷产生。

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工艺参数对不锈钢薄板激光切割质量的影响分析
作者:李今治
来源:《世界家苑·学术》2018年第08期
摘要:本文主要是以实验为主要研究手段,通过实验研究方案地合理化设计,并依据最终的实验研究结果从工艺参数其对于切口端面的挂渣量影响、工艺参数其对于切缝的宽度及端面的粗糙程度影响、工艺参数其对于切缝的宽度影响这三个方面,围绕着工艺参数其对于不锈钢类薄板的激光切割综合质量影响,进行深层次地分析与研究,以能够把握住这些影响因素,切实地保证不绣钢类薄板的激光切割综合质量。

关键词:工艺参数;不锈钢;薄板;激光;切割;质量;影响;分析;
前言
在本次实验研究当中,主要的考察分析工艺参数包含着切割的速度、频率、脉宽及电流等。

在一定程度上,这些工艺参数均会对加工的质量出纳说一定影响,且这些工艺参数之间存在着必然地关联性。

例如,频率、脉宽及电流等共同影响着激光的功率大小,切割的速度与激光的功率会一起高空中加工材料能量的输入,对于切割质量所产生的影响存在着相互制约及促进的关系。

故工艺参数其对于切割的质量有着极具复杂性地影响。

本次研究当中所应用的是正交实验操作法,综合分析各项工艺参数其对于加工质量所产生的相关影响。

1、实验研究方案设计
本次实验研究主要针对于以下三项指标,即为切口端面的挂渣量、切缝的宽度及端面的粗糙程度、切缝的宽度,综合分析工艺参数其对于不锈钢类薄板的激光切割加工质量所产生的相关影响。

各个影响因素均择取了说三个水平,即为i = 1、2、3。

实际电流即为100A、140A、120A;频率即为60Hz、150Hz、100Hz;脉宽即为0.5ms、1.0ms、0.8ms;实际切割的速度即为250mm/min、350mm/min、300mm/min。

如图1所示,依据正交表的L9(34),建立起该实验研究操作方案。

利用以上不同的工参数,将其组合于600mm*600mm304的不锈钢板之上,开展切割实验操作。

如图2所示,为该具体地切割方案。

需先开展9次切缝38mm长度切割实验操作,每次切割间距在10mm左右,沿着该切缝的外围部位将40mm*100mm工件切下,确保每条切缝的上下均预留1mm余量不予以切割处理,确保切缝保持原有的形状,为后期测量该切缝的宽度提供便利条件,待切割实验操作完毕之后,需利用光学的影像仪器测量该切缝的宽度。

而后,利用其表面的粗糙程度专业测量仪器设备,精准地策略该切口断面实际粗糙程度。

2、实验研究结果研究
2.1 宏观的形貌
依据正交表的L9(34),切割该304的不锈钢板,待切割完毕后,如图3(a)所示,为实验样品正面图。

从该图中即可看出其切缝的平直状态,该切缝1宽度相对较小,其它切缝的实际宽度相对较大。

如图3(b)、3(c)所示,为最具代表性地切缝1与5局部的方大图。

如图4所示,为各个实验样品切割断面的宏观形貌,由此可看出,序列好为1与2切割的实验样品所在切口下表面的挂渣量相对较少,6、7、8序列好切割实验样品挂渣量相对较多,挂渣也极长。

2.2 切缝的宽度及端面的粗糙程度
如图5所示,为每组实验切割样品切缝的宽度及其断面粗糙程度等测量结果。

从中即可看出1、2、4序列号实验切缝的宽度相对较小,最小宽度的切缝为1,(0.45mm),最大宽度的切缝为9(0.779mm);序列号为3、9实验样品其断面粗糙程度相对较大,断面实际粗糙程度最低的实验样品即为5(5.858μm),而最高的实验样品即为3(11.549μm)。

3、分析讨论
3.1 工艺参数其对于切口端面的挂渣量影响
挂渣情况的出现,大致是由于辅助性气体并没有把切割期间所形成气化或熔化类材料彻底地吹除出去,以至于熔渣会附着于切割面下缘位置。

处于相同高压的辅助性气体吹除状态之下,如果金属实际熔化量相对较多,亦或者是气体吹除的时间相对较duna,则会导致挂渣情况愈加严重化发展。

如图4中显示,实验样品1、2实际挂渣量相对较少,断面两端也处于较为平整地状态的那个做,因两组实验操作所应用的实际电流相对较低,频率及脉宽也相对较低。

故激光功率的密度相对较小,所形成熔渣量较少。

加之,辅助性气体拥有较为充足地实践吹除熔渣,以至于其挂渣量极少。

从该图中即可看出,在序列号为6、7、8切割实验样品挂渣量极大,因实验所应用的频率、脉宽及电流较小,知识激光功率的實际密度相对较高。

因而,所形成熔渣量极大,若加工的速度不断加快,该熔渣不会在极短地时间段内被该辅助性气体彻底地吹除,挂渣量必然有所增加。

3.2 工艺参数其对端面的粗糙程度影响
如图6所示,为端面的粗糙程度极差具体分析图。

从该图中即可看出,该脉宽对于端面的粗糙程度影响相对较大,可称之为最大的一方面影响因素,而电流则列居第二位,频率其对于端面的粗糙程度影响相对最小。

可以说伴随着频率不断地增加,该脉宽不断增加,而端面的粗糙程度也随之增加。

而出现这一情况的根本原因就在于,激光能量不断地增加,其实际切割加工期间熔化金属也会随之增加。

伴随着切割速度、频率及电流等不断增加,端面的粗糙程度逐
渐从减少而变化成增加状态。

而端面的粗糙程度越大,工件就会出现切不透的情况,对于切割加工总体质量的影响相对较大。

3.3 工艺参数其对于切缝的宽度影响
如图7所示,为切缝的宽度极差具体分析图。

从该图中即可看出,切缝的宽度伴随着频率、脉宽及电流地不断增加,其也随之不断增加。

同时,班的着切割速度地不断加快,该切缝的实际宽度也随之缩小。

故工艺参数其对于切缝的宽度影响相对较大。

4、结语
经过以上实验研究分析,可得出以下结论:其一,频率,脉宽、电流均是切缝宽度的影响因素,伴随着频率,脉宽、电流不断地增加,切缝宽度便会随之增加;其二,脉宽是影响切割断面实际粗糙程度最大的影响因素之一。

可以说伴随着脉宽不断地增加,切割断面实际粗糙程度必然随之增加。

而伴随着切割的速度、频率及电流不断增加,该切割断面实际粗糙程度便会由缩小逐渐增加;其三,从总体实验结果中分析可得出,该激光切割厚度为1mm304型号不锈钢板其最佳的工艺参数即为切割的速度(300nm/min)、频率(100Hz)、脉宽(0.5ms)、电流(120A),可得出该切缝最适宜地宽度为0.467mm,其端面实际粗糙程度应当为6.228μm 加工表面的质量。

在这一工艺参数之下,可获取较高质量地切割板材。

那么,为了能够更好地保障薄板的激光切割综合质量,防止其会受各项工艺参数对其产生不利影响,就需相关专业人士及技术人员能够积极投身于实践探索当中,以积累更多地实战经验,通过反复性地实验研究操作,全面把握住工艺参数其对于薄板的激光切割综合质量所可能会产生的影响因素,力保薄板的激光切割综合质量。

参考文献
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[2]郑磊,张清萍,阎明启,刘志丰.基于ANSYS软件的不锈钢薄板光纤激光切割工艺参数研究[J].济南大学学报(自然科学版),2018,32(01):711-712.
[3]曾昭阳,彭玉海,赵晋平,侯红玲,王笑香,等.工艺参数对激光切割工艺质量的影响[J].中国机械工程学会年会,2016,28(s1):801-802.
(作者单位:东莞市恒好激光科技有限公司)。

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