钣金激光切割技术

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钣金工艺中激光加工技术的应用-加工工艺

钣金工艺中激光加工技术的应用-加工工艺

2.1 激光切割技术
激光切割工艺中可使用 CAD 技术结合 CAM 技术来提供加工工件所需要
的工艺参数和加工信息,高效、连续地完成自动化切割和生产。激光切割
近年来,激光切割技术的应用十分广泛,据相关技术讨论分析说明, 不需要大量更换模具,工艺参数变更简洁,可广泛应用于各种高硬度、高
激光切割技术占激光加工技术的近 70%。激光切割机主要由激光器、机床 熔点、硬质、脆性、粘性、柔性材料及薄壁管件的切割,而且还具有切缝
孔效率很低;激光打孔的孔径一般都在 1μm 至 1.524mm 之间,当孔径大 密度最大,焊缝深度也最大,此时连续激光焊接速度 V 与焊接深度 H 形成
于 1.524mm 时,应当接受激光套料法打孔;在加工大孔和台阶孔时,不能 正比例关系。当激光焊接的输出功率在 0.1 至 5KW 之间时,焊机速度 V 与
当在使用激光技术切割厚板时,则需要接受空气、氧气、氮气等帮助气体 果好的优良特性,孔的平均精度为±0.02mm,外表粗糙度 Ra 约为 1.6μm,
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若是接受数控激光打孔,孔的精度能够到达 5μm,精确度极好。
2.3 激光焊接技术
主体和操纵系统三大部分组成,常用于激光切割的有 CO2 激光器和 YAG 激 窄、速度快、热变形小、切口平坦的优良特性。
光器,其特点是切割精度高。依据切割要求不同,激光光源的功率从 5w
到 90KW 不等,切割钣金工件所接受的激光光源功率一般是在 100W 到 1500W
2.2 激光打孔技术
之间。当切口宽度要求在 0.15mm 至 0.2mm 之间时,激光光源的输出功率
具本身的回弹效应,还会降低产品加工的精确度,影响产品的重复性,还 不利于生产工艺的变更,不利于生产效率的提高。随着市场竞争压力的增 大,传统钣金工艺已不能够满足市场的需求,急需一种新型的加工方法来 转变这种局面。激光加工技术是一种全新的无模具加工技术,将激光加工 技术应用到钣金工艺中,能够节约大量模具,缩短生产时间,削减生产本 钱,增加产品的精确度,是适应市场进展需要的新型工艺技术。

列举航空制造领域先进钣金技术的实际应用实例

列举航空制造领域先进钣金技术的实际应用实例

一、先进的航空制造领域钣金技术简介钣金加工是航空制造中不可或缺的一环,它涉及到金属材料的弯曲、拉伸、压制、冲裁等工艺,用于制作飞机机身、舱门、翼梁等部件。

在航空工业中,钣金加工技术的先进性直接关系到飞机的安全性、舒适性和性能。

二、先进钣金技术在航空制造领域的应用1.超塑性成形技术超塑性成形技术是一种高温下对金属材料进行塑性变形的工艺,适用于航空铝合金的加工。

通过超塑性成形,可以实现复杂曲面件的一次成形,避免了焊接接缝,提高了零部件的强度与密封性,广泛应用于大型飞机机身、尾翼等部件的制造。

2.激光切割技术激光切割技术是利用激光切割头对金属板材进行精密切割的工艺,可以实现对复杂工件的高速、高精度加工。

在航空制造中,激光切割技术被广泛应用于薄板零部件的加工,例如飞机外壳的制造中,可以实现精确的开孔和切割,提高了零件的质量和生产效率。

3.数控折弯技术数控折弯技术是利用数控设备控制机床进行金属板材的折弯成形工艺,可以实现对各种复杂形状的板材进行精确折弯。

在航空制造中,数控折弯技术被广泛应用于大型飞机机翼、尾翼等部件的制造,可以保证零件的精度和强度要求。

4.自动化装配技术自动化装配技术是利用机器人和自动化设备进行零部件的快速、精准的组装工艺,可以提高生产效率和产品质量。

在航空制造中,自动化装配技术被广泛应用于飞机的舱门、襟翼等部件的装配,可以实现零件的快速、准确的组装,提高了生产效率和装配质量。

5.先进的涂装技术先进的涂装技术在航空制造中起着至关重要的作用,它不仅能够保护飞机表面材料,延长零部件的使用寿命,还能够减轻飞机自身的重量,提高燃油效率。

先进的涂装技术包括高性能涂料的研发应用、喷涂工艺的优化、自动化涂装线的建设等,这些技术的应用使得航空零部件的涂装质量得到了显著提升。

6.工艺仿真技术工艺仿真技术是将零件的设计数据导入计算机软件中,通过模拟分析实现对零件成形成本、生产效率以及质量等方面的预测和优化。

在航空制造中,工艺仿真技术被广泛应用于飞机结构零部件的成形工艺分析和优化,可以有效降低生产成本、缩短生产周期。

钣金工艺中激光加工技术的应用

钣金工艺中激光加工技术的应用

钣金工艺中激光加工技术的应用摘要:激光加工技术属于钣金加工之中十分关键的技术,其运用显著加快了加工效率以及质量,推动了钣金工艺技术的发展。

钣金加工期间,合理运用激光切割设备可以显著减少加工时间,保证加工精确度,加速商品的开发速度,并减少投入的成本,而上述优势得到许多制造业的认可以及关注,使得激光切割设备在钣金加工中的运用更为广泛。

对此,本文简要分析了激光加工技术基本原理以及钣金工艺之中激光加工技术特征,同时从切割技术以及成型技术等方面讨论钣金工艺内加工技术的运用方式,以期为钣金工艺内激光加工技术的应用提供参考。

关键词:钣金工艺;激光加工技术;运用方法引言随着我国经济水平的不断提高,人们关于钣金工艺的要求也更为苛刻。

传统钣金加工工艺技术精确度较低,且大量模具需要投入较高的成本,导致传统钣金工艺已经不能满足市场的实际需求,亟待更为新颖的加工工艺。

激光加工技术属于新颖的无模具加工技术,可以将激光加工技术运用在钣金工艺中,以此节省生产所需要投入的成本,提高商品的精确程度,这也是满足城市快速发展的新型技术。

一、激光加工技术工作原理及其特点(一)激光加工基本原理激光加工技术是将激光汇集于目标材料表面任意一点,激光可以于这一点转变为热能,短时间内,该位置温度将显著增加,直至目标材料的熔点,直至沸点。

此时,材料则相应熔化,最终汽化,然后激光照射点便转变为小孔。

此时激光加工设备发射的激光束将依照预设的路径移动,期间,目标材料表面将产生液化、气化现象,激光束经由的路径将会形成宽度值较低的缝隙。

(二)激光加工技术的特征激光属于一种相干光源,其主要特征为相干性、平行性以及单色性,具有较高的能量密度,且方向性较为理想。

激光束汇集在目标材料表面时间,激光束光能可以迅速转变为热能,达到数万摄氏度的热量,无论何种材料均可在瞬间便升高至沸点,引起目标材料的汽化,使得切除位置产生一个小孔,而切除所产生的余料将在汽化期间直接蒸发,不会产生余料。

复杂三维钣金件激光切割工艺处理的研究

复杂三维钣金件激光切割工艺处理的研究

复杂三维钣金件激光切割工艺处理的研究随着工业制造技术的不断发展,复杂三维钣金件的制造越来越普遍。

在制造过程中,激光切割工艺是一种先进的方式,它可以高效地完成对钣金的切割和加工。

然而,在处理复杂三维钣金件时,激光切割工艺面临着许多挑战,需要特殊的技术和工艺来解决。

一、激光切割工艺处理的主要问题1. 切割表面光滑度低。

由于零件的表面形状较为复杂,激光切割时很难保证切割表面的光滑度,导致切割表面存在较大的毛刺和凹凸。

2. 切割精度不高。

复杂三维钣金件通常有非常高的精度要求,但是激光切割过程中由于零件形状复杂,激光在切割时容易偏移,导致切割精度不高。

3. 切割过程产生热变形。

激光切割过程中会产生高温,导致局部热变形,这种热变形会影响零件的精度和形状,甚至会产生开裂等失效。

针对以上问题,复杂三维钣金件激光切割工艺可以采用以下的解决办法:1. 采用自适应控制技术。

自适应控制技术可以根据激光的反馈信息,对切割参数进行实时调整,从而提高切割的精度和表面质量。

2. 使用精密激光切割机。

精密激光切割机具有更高的切割精度和更稳定的激光输出功率,能够有效提高零件的表面质量和切割精度。

3. 优化切割参数。

针对不同的钣金材料和零件形状,通过优化切割参数,控制激光输出功率、扫描速度和光斑大小等参数,可以有效地减少热变形和毛刺。

4. 采用多次切割技术。

采用多次切割技术,即在同一位置多次切割,可以有效地减少毛刺和凹凸,并提高切割表面的光滑度。

三、结论1. 复杂三维钣金件激光切割工艺存在许多问题,如表面光滑度低、切割精度不高和热变形等。

2. 采用自适应控制技术、使用精密激光切割机、优化切割参数和采用多次切割技术等方法,可以有效地解决这些问题。

3. 未来,随着激光切割技术的进一步发展,相信针对复杂三维钣金件的激光切割工艺处理会变得更加高效、精确和稳定。

激光切割技术在钣金加工中的应用

激光切割技术在钣金加工中的应用

激光加工技术在饭金加工中的应用世界上第一台激光器是在1960 年,美国休斯实验室的T . H . Maiman 用直径 6mm 、长 45mm 的红宝石固体工作物质,成功地产生了波长 0 . 6943um 的脉冲激光而诞生。

激光也成了 20 世纪 60 年代最重大的科学发明之一。

激光材料加工已成为一种新型的高能束流(High Energy Density Beam )加工技术。

激光具有单色性、相干性和平行性的三大特点,特别适宜于航空、航天、汽车、造船和冶金工业、通信等行业的饭金加工工艺,为材料加工工艺提供了一种理想实用的新手段。

如今,激光加工技术已从特殊用途的加工技术变为通用的、具有各种加工能力的精密加工技术。

激光加工技术被誉为是“万能加工工具”、“未来制造柔性系统(FMS , Flexibility Manufactory System )的共同加工手段,与电子束等高能束流被看作是解决新材料、新结构制造关键的“一把钥匙”。

在未来的钣金机械加工中,将起到越来越重要的作用。

1 激光材料加工技术的原理和特点激光一词的英文是LASER ,即Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的缩写,意思是受激辐射产生的光放大。

在激光材料加工时,本质上反应是因为激烈的局部加热熔化和汽化材料产生,“自由电子的迅速释放,然后与金属的离子结构相互作用引起局部激烈声振子和声子”,结果产生了具有宽顶带辐射的“羽状烟柱”强烈的热效应。

图1 所示是一种典型的激光加工装置,脉冲输入激励脉冲闪光灯3,瞬间产生剧烈光电子,受激辐射到激光材料 4 上,造成光放大,通过从全反射镜 1 到半反射镜 5 之间沿谐振腔 2 反馈作用产生振荡,从半反射镜输出激光,再经过透镜 6 将激光束聚焦到待加工处理的工件表面,即可进行激光材料加工。

图1典型的激光加工装置1 一全反射镜2 一谐振腔3 一闪光灯4 一激光材料5 一半反射镜 6一透镜 7 一保护带 8 一工件 9 一夹具 10 一操作台激光加工与其它加工技术相比,主要特点有:激光束单色性、相干性和平行性是其最显著的特点所在,并且具有非常高的能量密度,连续输出时可达到104~ 1011 W / cm2,脉冲输出可达到 10 8~ 10 11 W / cm2,可以在瞬间使材料受热、熔化,甚至蒸发、汽化,作用时间仅为几毫秒,采用脉冲激光仅为 US 级,冷却速度达到 104 K / S 。

钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析

钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析

钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析1引言在液体火箭发动机推力室成形以及产品连接、导管制造中,钣金件起到了关键作用。

航天产品钣金件与普通钣金件相比具有品种多、外形复杂、光洁度高、公差要求严等特点。

而钣金件成型之前.首先要解决的是钣金件的外形展开加工。

钣金件外形展开加工通常采用以下方法:画线铣削、线切割、等离子切割、氧乙炔火焰切割、模具冲压、高压水切割和CO2激光切割。

各种切割下料方法都有其优缺点。

精度、速度和成本均不同。

在工业生产中有一定的适用范围。

选用一种最便捷适应广的加工方法是目前液体火箭发动机钣金零件制造所面临的任务。

2典型钣金零件工艺方案的选择2.1钣金件的结构特点(1)名称:导流板。

(2)结构特点:加工内型面为不规则曲线轮廓结构(如图1)。

2.2技术要求材料为1Crl8Ni9Ti钢板,厚度82mm,内轮廓曲率不仅多变而且要做到光滑过度,且尺寸公差最严处为35-0.1mm。

2.3工艺分析及工艺方案的选择根据上述零件的零件图及结构特点.有以下几种加工工艺方案可供选择:(1)模具冲压;(2)电火花线切割;(3)高压水切割;(4)激光切割。

2.4针对下达导流板16件生产任务进行各种工艺的分析比较2.4.1模具冲压因只加工16件。

虽然模具能保证内轮廓精度要求,但是加工Φ1孔的阳模寿命短易折断,模具本身成本高而且加工周期长,不经济。

2.4.2电火花线切割精度以及表面光滑过度均能保证。

但是首先需要加工出穿丝孔.加工速度过于缓慢。

不合理(注:线切割加工直线段与激光切割精度及粗糙度相当。

但是如果加工自由曲线或不规则曲线则精度及粗糙度不如激光切割)。

2.4.3高压水切割密封件、切割头等耗材寿命短,成本高。

2.4.4激光切割因为其数控程序是由CAD图形-几何位图-以非均匀有理B样条曲线为基础的PLC控制程序同步转化的,不存在人为误差,再加上精密机床保证,机械精度理论上误差在±0.02mm,由于环境原因实际上误差在±0.05mm左右。

浅谈钣金快速精确加工中的激光切割工艺分析

浅谈钣金快速精确加工中的激光切割工艺分析

钣金快速精确加工中的激光切割工艺分析针对δ0(5mm-δ6mm钣金件的结构特点,通过比较常用加工工艺和激光切割过程工艺(选出适合实际的优化方案。

验证了不同切割参数对切割质量的影响。

在工艺参数为:脉冲功率2(4kW、脉冲宽度约10ms、功率密度10000000W/cm?的情况下,激光切割δ0(5mm~δ6mm钣金件获得了良好的切割质量,尺寸精度控制在误差(+100μm)范围内。

工艺方案合理,生产率高。

1 引言在液体火箭发动机推力室成形以及产品连接、导管制造中,钣金件起到了关键作用。

航天产品钣金件与普通钣金件相比具有品种多、外形复杂、光洁度高、公差要求严等特点。

而钣金件成型之前(首先要解决的是钣金件的外形展开加工。

钣金件外形展开加工通常采用以下方法:画线铣削、线切割、等离子切割、氧乙炔火焰切割、模具冲压、高压水切割和CO激光切割。

种切割下料方法都有其优缺点。

2 精度、速度和成本均不同。

在工业生产中有一定的适用范围。

选用一种最便捷适应广的加工方法是目前液体火箭发动机钣金零件制造所面临的任务。

2 典型钣金零件工艺方案的选择2(1钣金件的结构特点(1)名称:导流板。

(2)结构特点:加工内型面为不规则曲线轮廓结构(如图1)。

2(2技术要求材料为1Cr18Ni9Ti钢板,厚度δ2mm,内轮廓曲率不仅多变而且要做到光滑过度,且尺寸公差最严处为35[-0.3~-0.1] mm。

2(3工艺分析及工艺方案的选择根据上述零件的零件图及结构特点(有以下几种加工工艺方案可供选择:(1)模具冲压;(2)电火花线切割;(3)高压水切割;(4)激光切割。

2(4针对下达导流板16件生产任务进行各种工艺的分析比较2(4(1模具冲压因只加工16件。

虽然模具能保证内轮廓精度要求,但是加工孔的阳模寿命短易折断,模具本身成本高而且加工周期长,不经济。

2(4(2电火花线切割精度以及表面光滑过度均能保证。

但是首先需要加工出穿丝孔(加工速度过于缓慢。

激光切割在汽车制造中的应用

激光切割在汽车制造中的应用

激光切割在汽车制造中的应用激光切割技术是目前汽车制造中应用最广泛的机器加工过程之一。

它可以高效精确地切割各种材料,包括钢铁、铝合金、镁合金等,为汽车制造业提供了不可或缺的技术支持。

本文将深入探讨激光切割在汽车制造中的应用和发展趋势。

一、激光切割技术简介激光切割是一种基于激光加工的多次重复加工方式,其核心是经过调控后的激光束将物体切割成所需的形状,从而达到对材料进行加工、加工速度快、精度高等效果。

激光切割技术应用范围广泛,涵盖制造、建筑、医疗等多个领域,其中汽车制造是其应用最广泛的领域之一。

二、激光切割在汽车组装中的应用1. 汽车钣金部件的切割激光切割技术在汽车钣金部件加工环节中的主要作用是对前后保险杠、车门、龙骨、车顶等部件进行形状精确的切割。

激光切割技术还能够处理更薄的金属板材,避免了机械加工的工艺复杂和较大的热影响区的问题,同时还能更好地保持工件表面的平滑度和精度。

2. 车身结构件的加工激光切割技术在车身结构件的加工中也发挥了重要作用。

在汽车车身结构设计中,薄壁轻量化是设计者们常常考虑的一个问题,而鼓励使用钢材和铝合金以及其他轻质金属材料来实现轻量化设计,利用激光切割技术实现更精确的加工方式有助于对这些轻质材料进行切割,无需进行较长时间的机械加工,同时能够精确地保留工件的强度和样式。

3. 内外饰件的切割随着汽车制造技术的发展,内外饰件的切割也成为了激光切割技术的一个重要应用领域。

比如前大灯、后尾灯、倒车镜盖等车身饰件。

激光切割技术对材料加工的安全性和精确性要求比较高,可以轻松实现在生产流程中的精确加工流程和灵活的量产提高效率。

三、激光切割技术的未来趋势1. 精度增强在汽车制造领域中,激光切割技术应用还有很大的发展空间。

未来,汽车制造领域应当更加注重激光切割的精准度的提升,以适应更多的加工应用。

同时,针对大型工件的应用场景,激光切割技术将更多地关注生产流程化和数字化生产,提高车身结构零件的加工效率和协作性,以应对多批量生产需求。

钣金车间的激光加工技术

钣金车间的激光加工技术

钣金车间的激光加工技术激光切割采用CO2激光或YAC激光器,进行二维和三维的切割加工,具有切割精度高的特点。

激光源功率大小不等,从5W到90kW均有系列的产品,钣金件的激光切割主要是采用100W~1500W的功率激光。

当激光源的输出功率小于1500W时,激光源为单模振荡模式,可进行0.2mm宽度的切割,该以功率切割之后干净平整;当激光源的输出功率大于1500w时,激光源为多模振荡模式,可进行1mm宽度的切割,但该以功率切割之后会有少量的污物。

对厚板切割时需采用辅助气体配合,辅助气体包括空气、氧气和氮气等,其中氮气可以在切割过程中防止切面的氧化,氧气适用于厚度较大板的高速切割情况。

激光切割可采用CAD或CAM技术,为加工工件模型和激光器提供加工信息和加工参数,可快速高精度的完成生产,实现自动化的切割。

激光切割尤需重更换模具,可以实现生产准备周期缩短,生产成本降低的效果。

一、激光焊接技术激光焊接可分为脉冲焊接和大功率的连续焊接。

激光焊接能够使单焊缝得到激光源的大密度能量,高速度的焊接是焊缝的受热和变形影响较小,焊接的接头性能质量高,并且激光焊接的焊缝尺寸可以控制。

在激光焊接时,当以同定的功率、速度和透镜配合时,激光透镜的焦平面与焊接材料的位置可以影响材料受热的效率,通常应采用焊接材料高于激光透镜的焦平面的方法。

钣金车间激光焊接可对厚度为0.1mm~10mm的铁、不锈钢和铝铜钛等合会材料的板材进行焊接,在对厚板的对焊和全位焊加工中,应采用熔化极气体保护电弧焊(MIG))和钨极惰性气体焊(TIG)的混合焊接方法,此时钣金车间的技术人员应和顾客单位中技术人员密切配合。

二、激光打孔技术激光打孔技术是激光材料加工技术中最早实现实用化的激光技术。

钣金车间中激光打孔一般采用的是脉冲激光,能量密度较高,时间较短,可以加工1μm的小孔,特别适用于加工具有一定角度和材料较薄的小孔,还适合加工强度硬度较高或较脆较软材料的零件上的深小孔和微小孔。

激光钣金切割加工工艺

激光钣金切割加工工艺

激光钣金切割加工工艺
激光钣金切割加工工艺是一种综合性加工技术,它以激光为辐射源,以金属板材为工件,通过激光焊接来完成切割加工,广泛应用于
精密金属零部件制作。

激光钣金切割加工具有加工效率高、加工质量高、加工精度高的
特点。

它可以切割精度高达±0.02mm的金属材料,可以减少加工的层数,避免精加工,大大降低成本。

此外,激光钣金切割加工还能在快
速切割过程中有很小的留边,可以减少材料浪费。

激光钣金切割加工不仅可以用于大型零部件、机床制造及汽车制造,而且可以应用于生产航空、航天以及医疗设备等行业的精密加工。

如果采用此种加工工艺生产零部件,则能够节约原材料、减少加工时
间和提高产品质量。

激光钣金切割加工的特点强调了它的广泛性,它的准确性和准确
的对象加工和节省成本,节约时间和质量管理策略,采用新的工艺可
以节约大量时间,促进机械加工过程的质量和精良性。

钣金加工激光切割优势:优化工艺,提高效率,降低成本

钣金加工激光切割优势:优化工艺,提高效率,降低成本

钣金加工激光切割优势:优化工艺,提高效率,降低成本剪切、折弯、冲压是传统钣金加工工艺,其不足之处在于,实际应用中需要借助模具才能量产,耗时长且成本高,在精度和质量上也很难得到保证。

为了改善这种状况,现代钣金加工大多选择激光切割来弥补传统钣金生产的不足,激光切割有以下3个优势。

1、有利于优化工艺,降低工作难度和强度。

激光切割技术减少了模具的使用量,进而便减少了其中更换的时间。

通过激光切割机的应用可以对钣金加工工件直接进行焊接合套,实现了由“铸”到“焊”的加工方式,优化了加工工艺工序,从而在减少产品加工时间的同时,还能降低加工难度、减轻工作强度。

同时,由于该技术的应用能够有效减少模具的使用,进而可以促进产品开发设计工作的顺利开展,并能够有效减少其所应用的时间,进而为新产品的研发提供了便利的先决条件。

因此,对于一些小批量的工件加工和生产中便可应用该技术来缩短产品制造周期,并对落料模的尺寸等进行严格控制,以便于日后大批量工件的顺利生产。

2、有利于提高加工工作的效率和加工工件质量。

激光切割技术是一项非常先进的工艺技术,通过对其加工原理的分析便可以看出它能够以其高精密、快速精确切割的技术来减少加工时间,并且在钣金加工作业中常常都是一次成形,提高了材料等资源的使用率,提高了工作效率。

此外,由于激光切割技术具有切缝小、密度精、切口部分平滑等特点,并能够在快速的时间内便完成切割作业,因此,在提高加工效率的同时,还可以增强加工工件的质量,进而为其进一步的投入使用提供坚实的质量保障。

因此,在钣金加工时还应充分发挥出激光切割技术的优点,进而顺利开展高精度、高质量的加工工作。

3、有利于减少加工成本。

在激光切割技术的实际应用中,它会高效利用数控编程软件的优势来对相关加工材料的应用进行严密有效地控制,并提高薄板型材料的使用率,从而达到加工材料的优化配置,减少浪费现象的同时,还能减少装夹次数,进而帮助企业降低钣金加工成本。

因此,在进行钣金加工作业时,针对薄板型材料的加工还应不断强化数控编程相关软件的有效应用,并充分发挥其优化排料的功能作用,进而省略开料环节和减少装夹,以顺利完成钣金加工作业。

谈激光切割机在钣金加工中的应用技术

谈激光切割机在钣金加工中的应用技术

技术与检测Һ㊀谈激光切割机在钣金加工中的应用技术孔羡夫摘㊀要:激光切割机在诸多领域中都得到良好且广泛的应用ꎬ尤其是在钣金加工中作为一种新的技术工艺方式ꎬ激光切割更是大大地提高了生产效率和产品质量ꎮ激光是一种相干光ꎬ它具有非常优秀的单色性能㊁极高的亮度㊁极大的能量密度以及非常好的方向性ꎮ由于激光所独具的特点ꎬ它在激光切割㊁激光打孔㊁激光焊接㊁激光治疗㊁激光打标㊁激光热处理㊁激光快速成型㊁激光成像以及激光涂敷等方面拥有着极大的应用空间和开发潜力ꎮ关键词:激光切割机ꎻ钣金加工ꎻ应用㊀㊀目前ꎬ激光切割机在诸多领域中都得到良好且广泛的应用ꎬ尤其是在钣金加工中作为一种新的技术工艺方式ꎬ激光切割更是大大的提高了生产效率和产品质量ꎮ未来ꎬ激光切割技术在生产与生活中也一定会获得更多的肯定ꎬ其应用与发展前景均十分广泛ꎮ随着社会工业的不断发展以及激光加工技术的进步ꎬ激光切割技术必然会成为钣金加工技术应用中的重要加工手段ꎬ因此ꎬ值得广大同行的关注与重视ꎬ在实际生产中予以大力的推广ꎮ一㊁激光切割机及其相关原理概述(一)激光作为一种相干光ꎬ它具有极好的单色性能㊁极高的亮度㊁较高的能量密以及优秀的方向性等优势特点ꎬ在工业加工中它被广泛地应用于激光切割㊁打孔㊁焊接以及打标等多方面ꎬ同时具有较大的发展空间与开发潜力ꎮ(二)激光切割机能够广泛并普遍被应用于切割普通钢板㊁硬质合金和不锈钢等诸多金属性质材料ꎬ以及陶瓷㊁玻璃㊁纤维板等诸多非金属性质物质ꎮ激光切割机的工作体系主要分为三大重要部分:机床主机㊁激光器以及控制系统ꎮ作为整个体系的中枢部分ꎬ控制系统主管并协调整个系统的正常工作ꎬ其主要任务在于协调并控制加工的轨迹㊁控制焦点的位置ꎬ同时注重与机㊁光㊁电等整体的调和ꎮ(三)激光切割的原理经过聚焦后的激光束对无论怎样坚硬的材料都能发生上万度的高温ꎬ促使材料能够在瞬间熔化与蒸发ꎬ同时产生强大的冲击波ꎬ达到使熔化的物质能够以爆炸性的方式瞬间喷射并去除的目的ꎮ正足由于这一特殊性质ꎬ激光切割机可以将激光束聚焦在要被加工的材料表面的某个点上ꎬ引发并促使激光从光能到热能的转换ꎬ同时在几微秒的超短时间内ꎬ使激光束聚集点的温度快速升高至材料的熔点ꎬ再升高到沸点ꎬ使材料达到气化的状态ꎬ随后形成一个小孔洞ꎮ另一方面ꎬ激光束在激光切割机的控制与操作下ꎬ按照其预设的移动路径进行变化ꎮ在整个过程中ꎬ待加工材料的表面持续不断的发生液化㊁气化现象ꎬ并随之在激光经过的路程留下既细又长的一道割缝ꎮ二㊁激光切割机的优势分析在我国的工业加工体系中ꎬ激光技术主要被应用在切割㊁焊接㊁标记以及热处理等加工方面ꎮ我国激光切割工业的起步虽然并未晚于西方国家很多ꎬ但由于自身的基础较差ꎬ所以激光加工技术还未能实现广泛的应用ꎬ且激光加工工业的整体发展水平与先进国家仍然存在较大的差距ꎮ相对于传统的切割工艺ꎬ激光切割技术具有明显的优势ꎬ主要表现:虽然切割速度非常高ꎬ但是切缝相对比较小㊁切口部位光洁平整㊁整体切割质量非常好ꎻ切割过程中没有传统切割技术存在的刀具磨损问题ꎬ切割时作用面的热影响范围相对比较小ꎻ具有很大的切割范围ꎬ在切割形状方面也不存在限制ꎬ更加容易实现数控化ꎻ省去了传统切割方式中存在的器具磨损问题ꎬ切割成本更低㊁生产效率更高ꎮ激光切割机还具有一个传统切割工艺不具备的技术优势ꎬ即在进行复杂加工时不需要模具的支持ꎮ在没有模具的情况下ꎬ激光切割机仍然可以高精度㊁高质量地加工各种形状的钣金零件ꎬ不仅加工方式灵活ꎬ由于不需要模具ꎬ也降低了加工成本ꎮ正是因为激光切割机具有上述的诸多优点ꎬ它目前已经在机械加工㊁航空航天㊁汽车工业㊁医药工业㊁食品工业等领域中获得了非常广泛的应用ꎮ三㊁激光切割机在钣金材料生产中的应用(一)切割细长工件相关生产经验可以证明ꎬ由于激光切割机在执行切割操作时ꎬ热量相对集中ꎬ对工件产生热影响不大ꎬ用激光进行切割时ꎬ可以尽量降低工件热变形程度ꎮ如果工件长度在5m以上ꎬ可以对工件直线度进行控制ꎬ控制的方式为利用设备自身微连接功能ꎮ微连接即是一直令钢板整体相互连接ꎬ最大限度减小应力变形ꎬ旁弯误差控制在2mm之内ꎬ为后续工序中ꎬ保证焊接坡口均匀性㊁直线度和平面度奠定了基础ꎮ(二)切割较多孔钣金材料在激光切割圆孔时ꎬ基于生产试验和实践ꎬ在钢板厚度不同的情况下ꎬ切割机的最小切割直径和板厚有一定影响ꎬ板厚在特定数值情况下ꎬ只要最小直径不超过工件圆孔直径尺寸要求ꎬ而且直径尺寸与粗糙度在切割机保证范围内ꎬ就可以进行激光下料的操作ꎬ不必要进行钻孔工序ꎬ令劳动生产效率得以提高ꎮ如果工件自身含孔数量较多ꎬ而且在试验中ꎬ若激光光束的最小直径大于丝孔底孔或光孔直径大ꎬ则可以借助激光打点功能ꎬ对孔的位置进行确定ꎬ从而大幅减少定位孔的工序时间ꎬ这样不仅有助于生产效率和产品精度的提升ꎬ而且也能令制造成本大幅降低ꎮ四㊁结语作为切割工艺里比较先进的一种技术工艺ꎬ激光切割技术在钣金加工中的优势已经逐渐形成并占有了重要的地位ꎮ参考文献:[1]欧阳晓亮.激光切割机在电梯钣金加工中的应用[J].山东工业技术ꎬ2018(23):28.[2]王波.谈现代激光切割机在钣金加工中的应用技术[J].科学与信息化ꎬ2017(7):80-81.作者简介:孔羡夫ꎬ沈阳沈飞集团铝业幕墙工程有限公司ꎮ751。

如何使用激光切割技术实现钣金加工

如何使用激光切割技术实现钣金加工

如何使用激光切割技术实现钣金加工激光切割技术是一种高精度、高效率的钣金加工技术,广泛应用于各个行业。

本文将介绍如何使用激光切割技术实现钣金加工,并探讨该技术的优势和应用场景。

一、激光切割技术概述激光切割技术是一种利用激光束对金属材料进行切割的加工方式。

它通过将激光束聚焦到一个极小的点上,使材料瞬间升温并融化,然后利用气体喷射将熔化的材料吹散,从而实现切割目的。

激光切割技术具有高精度、无接触、加工速度快等特点,被广泛应用于汽车制造、船舶建造、机械制造等领域。

二、激光切割技术的优势1. 高精度:激光切割技术能够实现毫米级别的切割精度,边缘光滑,无需后续修整,大大提高了钣金制品的质量和精度。

2. 高效率:激光切割技术具有快速切割的优势,完全可以满足大批量生产的需求,提高了生产效率。

3. 灵活性强:激光切割技术可以根据不同的设计要求进行自由切割,适应性强,能够满足各种复杂形状的加工需求。

4. 省时省力:与传统切割方式相比,激光切割技术无需夹具,避免了制作夹具的时间和成本,大大提高了加工效率。

5. 环保节能:激光切割技术无需接触材料,减少了对材料的损伤,减少了废料的产生,更加环保节能。

三、激光切割技术的应用场景1. 汽车制造:激光切割技术在汽车制造行业中应用广泛,可以实现钣金件的精密切割和成型,提高汽车制造过程中的生产效率和质量。

2. 机械制造:激光切割技术可以应用于机械制造中的各个环节,如零部件制造、模具制造等,可以提高机械零件的精度和加工效率。

3. 电子设备:激光切割技术可以应用于各类电子设备的外壳加工,能够实现精细切割和穿孔,提高电子产品的整体外观和质量。

4. 建筑装饰:激光切割技术可以用于各类建筑装饰材料的切割和雕刻,如不锈钢装饰板、铝材板等,能够实现各种形状和纹理的加工。

5. 船舶制造:激光切割技术可以应用于船舶制造中的各个环节,如钢板切割、焊缝准备等,提高了船舶制造的精度和工艺水平。

四、激光切割技术的发展方向随着科技的不断发展,激光切割技术也在不断创新和改进。

激光切割在钣金加工中的应用

激光切割在钣金加工中的应用

激光切割在钣金加工中的应用随着钣金加工技术不断发展,激光切割作为新型加工技术,已经成为钣金加工领域中不可或缺的一部分。

相对于传统的加工方法,激光切割技术有着更高的加工速度、更高的精度和更低的成本。

本文将从激光切割技术的原理、优点、应用领域和发展前景等方面详细介绍激光切割在钣金加工中的应用。

一、激光切割技术的原理激光切割是利用激光束对材料进行切割的一种现代加工技术。

激光束通过透镜进行聚焦,形成一个高亮度的光斑,在材料表面产生强大的热能。

这种热能使材料迅速蒸发、熔化、氧化等,最终将材料切割成所需形状。

激光切割技术操作简便,切割精度高、速度快、油烟少、噪音小等优点。

二、激光切割技术的优点1、高精度加工激光切割技术的主要优点是高精度加工能力,其精度可达0.05mm以下,比传统的机械加工精度高出一个数量级。

激光切割技术在钣金加工中最大的优点是对复杂形状的切割精度高、质量好、效率高,对加工要求严格的零件加工非常适合。

2、生产效率高激光切割技术在钣金加工行业中也有着非常高的生产效率。

激光切割可以一次性完成对钣金的开料、孔洞开打、集成化加工等操作,减少了工序,缩短了生产周期,同时也降低了人工成本。

3、省去模具制造相比于传统的冲压加工方式,激光切割可以直接在钣金表面进行切割,不需要制作专门的冲压模具,因此节约了制造模具的费用和时间,从而提高了生产效率。

三、激光切割技术的应用领域1、汽车制造行业钣金加工在汽车制造行业中应用广泛,激光切割作为一种新型加工技术,在其中起到了重要的作用。

激光切割技术能够对汽车零部件进行高效、精确加工,例如汽车车身、底盘、车门、仪表盘等。

2、电器行业激光切割技术在电器行业中也有很大的应用。

例如,电器产品外壳、面板、内衬等都需要使用钣金进行加工。

激光切割技术可以高效、精确地完成这些加工任务。

3、冶金行业在冶金行业中,钣金加工是一项重要工作。

例如加工油罐、化工设备等,这些材料有时需要切出各种不规则的形状,激光切割技术能够很好地解决这些问题。

激光切割钣金原理

激光切割钣金原理

激光切割钣金原理
激光切割钣金是一种利用高能量密度的激光束对钣金材料进行切割的加工技术。

其原理主要涉及激光束与钣金材料之间的相互作用。

在激光切割过程中,激光束通过透镜或光纤等光学元件聚焦在钣金材料的表面上。

当激光束照射到材料表面时,材料会吸收激光的能量,使其局部区域迅速升温并达到熔点或沸点。

随着材料的熔化和汽化,激光束会继续向下穿透材料,形成一个狭窄而深的切口。

同时,切割区域周围的材料由于未被激光照射到,仍然保持原状。

为了实现高质量的切割效果,激光切割设备通常会配备工业气体(如氮气、氧气等)辅助切割。

这些气体可以帮助吹走熔融材料,防止熔渣附着在切口上,提高切割质量和速度。

激光切割钣金具有精度高、速度快、切口窄、热影响区小等优点,适用于各种钣金材料的切割加工,如不锈钢、铝、铜、镀锌板等。

总的来说,激光切割钣金的原理是利用高能量密度的激光束对材料进行局部加热,使其熔化或汽化,并通过气体辅助吹走熔融材料,实现精确、高效的切割加工。

激光切割汽车钣金的应用

激光切割汽车钣金的应用

激光切割汽车钣金的应用
近年来,激光切割技术被广泛应用于汽车钣金行业,因其具有优势,如自动化操作,切割精度高,成本低等,是用于汽车钣金加工的首选技术。

激光切割技术是利用激光束聚焦后穿透材料,使材料分离的一种技术,激光切割可以切割出各种材料,如钢板,铝板,铁板,碳素板等。

而汽车钣金主要是钢板,铝板等材料,这些材料可以用激光切割机进行切割。

激光切割技术能够满足汽车钣金行业的高精度需求,它可以满足精度高达0.1毫米,切割速度快,高效率,切割质量高,它的切口平滑,整齐,准确,无需进行后续处理,可以直接进行装配,极大地节省了人工成本和时间成本,得到了广泛的应用。

此外,激光切割机具有安全性和环保性,无污染,不用担心机器会生成温度过高,可以很好地保护工人的安全,为汽车钣金行业的发展做出了贡献。

总的来说,激光切割技术为汽车钣金行业的发展提供了可靠的技术支持,不仅提高了加工效率,而且降低了加工成本,更好地满足了客户的需求,为汽车钣金行业的发展做出了巨大的贡献。

激光切割技术在铁路货车钣金制造中的应用

激光切割技术在铁路货车钣金制造中的应用

本文重点介绍了激光切割机在铁路货车钣金制造中的选型、应用、安装注意事项、质量控制原则以及未来的发展方向。

激光切割机作为钣金件的常用加工设备,具有精度高、边缘热影响区小、切割断面质量好、割缝窄、切割断面平滑等优点,常常作为企业采购的首选设备。

伴随着铁路货车的发展,重载、快捷、轻量化已成为其主要的发展方向。

铁路货车产品的设计呈现多样性、结构特点也越来越复杂,导致异形钣金件从种类和数量上越来越多,从经济性上考虑只能采用切割下料方式加工。

尤其近年来铁路货车新产品中广泛应用了不锈钢、铝合金等材质,对断面质量及热影响区要求极高,这也加剧了铁路货车制造行业切割能力不足,制造工艺水平不高的现状。

因此,许多铁路货车制造厂也迫切需要采购激光切割机等关键设备解决目前能力瓶颈,提质增效。

激光切割机的选型目前,市场上有两大类激光切割机分别是CO2激光切割机和光纤激光切割机。

CO2激光切割机是将二氧化碳、氮气和氦气按照比例,以几千倍的大气压通过一对正负电极,从而产生激光,再利用谐振腔,导出可用激光束,通过飞行光路传导到切割头,经聚焦镜将激光聚焦在加工件上,利用激光射线的单一性和高温熔化、汽化、离子化材料,再配合辅助切割气体吹掉熔化、汽化、离子化的材料产生割缝,来实现切割加工的。

(而光纤激光切割机则是将大量半导体管集中激发后将其中产生的若干激光束耦合再通过光纤传送到切割头。

)我国目前市场上的CO2激光切割机的功率均不超过6kW,切割头移动范围不超过2m×6m(原因是飞行光路超过9m激光束会衰减,影响聚焦的模数,进而影响切割质量),模式一般为TM01(个别厂家承诺能达到TM00),光电转换率一般,需要水冷却系统带走多余热量,还需要压缩空气对飞行光路等部位进行保护和空气冷却。

这类设备由于进入我国市场较早,拥有技术可靠成熟、切割厚度范围大、易耗件便于采购、辅助气体供应链完善、厂商众多等优势占有绝大部分的市场份额。

如图1所示,光纤激光切割机商业化的时间比较短,市场份额占比小,最主要是波长较短,仅有CO2激光切割机的1/10,这较易于材料吸收热量产生热影响区。

钣金加工中的工艺改进技术

钣金加工中的工艺改进技术

钣金加工中的工艺改进技术自工业时代以来,钣金加工技术一直是制造业中不可或缺的一部分。

而随着科技的不断进步,加工技术也得到了不断的改进和调整。

本篇文章将从以下几个方面探讨钣金加工中的工艺改进技术:一、激光切割技术在钣金加工中的应用激光切割是钣金加工领域中比较常见的一种切割方式。

相比较于传统切割方式,激光切割具有高效、精准等优势。

激光切割技术的应用可以大大提高加工效率,同时也可以提高产品的质量。

激光切割技术精度高、加工速度快、能够完成复杂的图形切割,因此在现代钣金加工中受到了广泛的应用。

二、数控冲床技术在钣金加工中的应用数控冲床技术是在传统冲床技术基础上发展而来的,其主要特点是具有高速、高精度、高度自动化等特点。

数控冲床技术在钣金加工中的应用也越来越广泛,其主要优点是加工效率高,精度高、自动化程度高。

采用数控冲床技术能够大大提高加工效率,降低加工成本,并且能够完成复杂的钣金零部件的加工。

三、自动焊接技术在钣金加工中的应用近年来,自动焊接技术在钣金加工中的应用越来越广泛。

采用自动化焊接技术,能够大大提高焊接的质量和效率,并且能够完成重复性较高的任务。

采用自动化焊接技术,能够大大减少人工焊接中的误差以及焊接质量上的不均匀性,从而提高产品的质量。

四、CAD/CAM技术在钣金加工中的应用CAD/CAM技术是计算机辅助设计和制造技术的缩写。

CAD/CAM技术在钣金加工中的应用越来越广泛,采用CAD/CAM 技术能够大大提高加工的精度和效率,并且能够减少加工成本。

采用CAD/CAM技术,能够快速地完成产品设计和制造过程,从而提高生产效率。

五、自适应控制技术在钣金加工中的应用自适应控制技术是指根据具体情况对系统进行智能控制的技术。

采用自适应控制技术,能够实现自动化、智能化的生产过程,从而大大提高产品的一致性和可靠性。

采用自适应控制技术,能够精细化地管理生产过程,避免生产过程中的浪费和误差,提高生产效率和产品质量。

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钣金激光切割技术
1、焦点位置控制技术:
激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>10W/cm2。

由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。

聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。

但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃??(127~190mm)的焦距。

实际焦点光斑直径在
0.1~0.4mm之间。

对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。

例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。

因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。

顾虑到切割质量、切割速度等因素原则上<6mm的金属材料,焦点在表面上;>6mm的碳钢,焦点在表面之上;>6mm的不锈钢,焦点在表面之下。

具体尺寸由实验确定。

在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:
(1)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。

(2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。

(3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。

对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,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,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(stand off)的Z轴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。

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:(Blast drilling)
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:(Pulse drilling)
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。

在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体
方法有以下三种:(1)改变脉冲宽度;(2)改变脉冲频率;(3)同时改变脉
冲宽度和频率。

实际结果表明,第(3)种效果最好。

3.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。

目前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,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/min
d-喷嘴直径 mm
Pg-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=1bar×(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。

为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前
提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(Laval)喷嘴。

为方便制造可采用如图4的结构。

德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验。

试验结果如所示:分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。

从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa(或4bar)时切割速度只能达到2.75m/min(碳钢板厚为2mm)。

NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn 为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。

应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。

由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。

第一高切割压力区紧邻喷嘴出口,工件表面至喷嘴出口的距离约为
0.5~1.5mm,切割压力Pc大而稳定,是目前工业生产中切割手扳常用的工艺参数。

第二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm,切割压力Pc也较大,同样可以取得好的效果,并有利于保护透镜,提高其使用寿命。

曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远,与聚焦光束难以匹配而无法采用。

综上所述,CO2激光器切割技术正在我国工业生产中得到越来越多的应用,国外正研究开发更高切割速度和更厚钢板的切割技术与装置。

为了满足工业生产对质量和生产效率越来越高的要求,必须重视解决各种关键技术及执行质量标准,以使这一新技术在我国获得更广泛的应用。

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