4章_激光切割加工用材料特性
激光切割基础知识分析解析
激光切割基础知识分析解析激光切割是一种利用激光束对材料进行加工的技术。
激光切割是目前应用最广泛的激光加工方法之一,广泛应用于金属材料、非金属材料、电子元件、汽车制造等领域。
激光切割的原理是利用高能量密度的激光束对材料进行加热,使其局部区域温度迅速升高,超过材料的熔点或汽化点,然后通过气流、液流或机械力将熔化或气化的材料排出,从而实现对材料的切割。
激光切割的基础知识主要包括激光的特性、激光切割的过程和机理。
首先,了解激光的特性对于理解激光切割是至关重要的。
激光是一种被放大和聚焦的光束,具有高亮度、高单色性和高直行性的特点。
这些特性使得激光切割能够实现高精度和高效率的切割。
其次,激光切割的过程可以分为激光与材料的相互作用、材料的加热和熔化、气流或液流的喷射和残余物的排除四个阶段。
激光束与材料相互作用时,光能被吸收并被转化为热能,使材料的温度升高。
材料的加热和熔化过程中,激光束的功率会继续将热能传递给材料,使其达到熔化或气化的温度。
气流或液流的喷射会将熔化或气化的材料带走,形成切割缝,实现对材料的切割。
残余物的排除是指将切割过程中剩余的熔渣、气化物或液化物清除,以保证切割质量。
最后,激光切割的机理主要有热传导切割、氧化燃烧切割和蒸发切割三种。
热传导切割是指利用激光束的光能将材料加热到熔点,然后通过热传导的方式使材料断裂。
氧化燃烧切割是指在切割过程中,激光束的光能与材料的氧化剂反应产生燃烧,进一步加热材料实现切割。
蒸发切割是指激光束的光能直接使材料局部区域的温度超过了材料的汽化点,使材料瞬间变为气态,然后通过气流喷射将气化物吹走,实现切割。
总之,激光切割是一种高精度、高效率的材料加工方法,可以广泛应用于各个领域。
理解激光的特性、激光切割的过程和机理对于深入研究和应用激光切割技术具有重要意义。
激光加工原理的特点和应用
激光加工原理的特点和应用概述激光加工是一种基于激光光束的材料加工技术,具有高精度、高速度、非接触性等特点,因此在许多领域都有广泛的应用。
本文将探讨激光加工的原理、特点以及应用领域。
原理激光加工是利用激光光束照射材料,通过光与物质相互作用来完成材料的加工。
其原理主要包括以下几个方面:光的特性激光是一种具有高度聚焦性、单色性、相干性和高亮度的电磁波。
这些特性使得激光能够将大量的光能集中在极小的面积上,从而实现高精度的加工。
光与物质的相互作用激光与物质相互作用的方式包括吸收、散射和透射。
当激光光束照射到材料表面时,光能会被材料吸收或散射,从而引起相应的热效应或化学反应。
通过控制激光的功率、频率和持续时间,可以实现不同的加工效果。
光与材料的选择激光加工可以应用于不同类型的材料,包括金属、非金属、有机和无机材料等。
不同的材料对激光的吸收和反射程度不同,因此在选择激光加工参数时,需要考虑材料的物理和化学特性。
特点激光加工具有以下几个显著的特点:1.高精度:激光加工的光束可实现高度聚焦,因此可以实现精确的切割、打孔和雕刻等加工操作。
2.高速度:激光加工的光束可以快速地进行加工,因此具有较高的加工效率。
3.非接触性:激光加工是通过光与材料的相互作用来实现加工,不需要直接接触材料表面,从而可以避免刀具对材料的损坏和磨损。
4.热影响区小:激光加工的热影响区相比传统加工方法较小,可以减少材料的变形和热损伤。
应用激光加工在许多领域都有广泛的应用,包括以下几个方面:制造业激光加工在制造业中广泛应用于金属加工、塑料加工和玻璃加工等领域。
例如,激光切割可以实现金属板材的高速切割,激光焊接可以实现金属零件的无缝连接。
电子产业激光加工在电子产业中有着重要的应用,例如,激光打标可以实现对电子元器件进行标记和序列号的刻印,激光切割可以实现电路板的精确切割和修整。
医疗领域激光加工在医疗领域中被广泛应用于手术、治疗和诊断等方面。
例如,激光可以用于进行眼科手术,激光切割可以用于进行组织切割。
第4章 激光切割与打孔
的锐角,而脉冲频率和切割速度决定 切割的波纹和割缝粗糙度。
脉冲激光的正确、合理使用!
脉冲激光切割铝合金的最大厚度 比同样激光功率水平的连续激光 高出一倍,切割速度高出20%
激光束的偏振状态 对切割速度与质量的影响
激光切割质量的评价标准
(1)割缝宽度:
影响激光切割质量的几大要素(1)喷嘴
激光切割割面的构成: 采用惰性气体作为工作气体时
(1)激光束的直接穿透面,割面非常细; (2)主切割区?主要能量吸收区域; (3)熔化快速失稳区;
切割工艺之(4)——激光诱导应力断裂
对于脆性材料而言,由于激光细光斑的热 作用,使脆性材料本身诱导热裂纹,并发 生断裂的过程。 受控切割过程中,激光束不熔化也不损伤 材料表面,因此所需要的激光功率很低。
激光束光束特性
光斑直径越小,光束模式越好(高斯模或 者低阶模),切割质量越好; 高亮度激光束能够穿透厚板,并且获得窄 割缝。割缝宽度一般在0.05-1.0mm的范 围内。割缝的宽度与板材厚度密切相关。
激光功率对切割速度的影响
提高峰值功率对于切割高反射率、 激光输出方式(连续 / 脉冲)的影响 高导热率的材料具有显著优势。
激光切割工艺(1)——熔化切割
ŋP=wtVρ[CpΔT+Lf+m’Lv]
将上述公式重新组合,
(P/tV)=(wρ/ŋ) [CpΔT+Lf+m’Lv]=f(材料) 对于给定的激光束来讲,上式右边是个常数。 如何利用激光功率进行切割,非常重要。
激光熔化切割时的液滴输运过程
激光切割工艺(2)——反应熔化切割
激光切割介绍及特点
激光切割介绍及特点激光切割的原理:激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面,使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。
激光切割的应用领域:机床、工程机械、电气开关制造、电梯制造、粮食机械、纺织机械、机车制造、农林机械、食品机械、特种汽车、石油机械制造、航空航天、环保设备、家用电器制造、大电机硅钢片等各种机械制造加工行业。
一、激光切割的显著优势:1.精度高:定位精度0.05mm,重复定位精度0.02mm2.切缝窄:激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度,材料很快加热至气化程度,蒸发形成孔洞。
随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。
切口宽度一般为0.10~0.20mm。
3.切割面光滑:切割面无毛刺,切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以内。
4.速度快:切割速度可达10m/min,最大定位速度可达70m/min,比线切割的速度快很多。
5.切割质量好:无接触切割,切边受热影响很小,基本没有工件热变形,完全避免材料冲剪时形成的塌边,切缝一般不需要二次加工。
6.不损伤工件:激光切割头不会与材料表面相接触,保证不划伤工件。
7.不受被切材料的硬度影响:激光可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工,不管什么样的硬度,都可以进行无变形切割。
8.不受工件形状的影响:激光加工柔性好,可以加工任意图形,可以切割管材及其它异型材。
9.可以对非金属进行切割加工:如塑料、木材、PVC、皮革、纺织品、有机玻璃等。
10.节约模具投资:激光加工不需模具,没有模具消耗,无须修理模具,节约更换模具时间,从而节省了加工费用,降低了生产成本,尤其适合大件产品的加工。
11.节省材料:采用电脑编程,可以把不同形状的产品进行整张板材料套裁,最大限度地提高材料的利用率。
12.提高新产品开发速度:产品图纸形成后,马上可以进行激光加工,在最短的时间内得到新产品的实物。
激光在材料加工中的应用
激光在材料加工中的应用随着科学技术的不断进步和发展,激光逐渐成为了材料加工领域中不可或缺的工具。
激光具有高度的聚焦性和能量浓度,可以对材料进行高精度的加工,广泛应用于切割、焊接、打孔和表面处理等领域。
本文将分别从激光切割、激光焊接、激光打孔和激光表面处理四个方面,探讨激光在材料加工中的应用。
一、激光切割激光切割是激光在材料加工中最为常见的应用之一。
激光切割通过激光束的高能量浓度将材料局部加热至沸腾或熔化状态,然后利用气体喷射将融化的部分吹掉,以实现切割的目的。
激光切割具有高效、精确和灵活性强的特点,可以对金属、塑料和木材等材料进行切割。
在工业生产中,激光切割广泛应用于汽车、航空航天和电子产品等领域,为生产提供了高效的解决方案。
二、激光焊接激光焊接是利用激光束的高能量浓度将材料的表面加热至熔化状态,然后通过固态相互扩散实现焊接的过程。
与传统的焊接方法相比,激光焊接具有焊缝狭窄、热影响区小和焊接速度快等优势。
激光焊接广泛应用于汽车、船舶和航空航天等领域,提高了焊接质量和生产效率。
三、激光打孔激光打孔是利用激光束的高能量浓度将材料的局部加热至融化状态,然后通过气体喷射将融化的部分吹掉,形成孔洞的过程。
激光打孔具有速度快、孔洞质量好和适用于多种材料等特点。
激光打孔广泛应用于电子元件、纺织品和皮革制品等领域,满足了不同领域对精细加工的需求。
四、激光表面处理激光表面处理是利用激光束的高能量浓度对材料表面进行改性的过程。
激光表面处理可以通过激光熔化和激光热喷涂等方法,改善材料的表面硬度、耐磨性和腐蚀性能。
激光表面处理广泛应用于汽车零部件、模具和塑料制品等领域,提高了产品的质量和寿命。
综上所述,激光在材料加工中具有重要的应用价值。
激光切割、激光焊接、激光打孔和激光表面处理等技术的发展,为材料加工提供了高效、精确和灵活的工具。
未来随着激光技术的不断突破和创新,相信激光在材料加工中的应用将进一步拓宽,为各个领域的生产和发展提供更多的可能性。
激光切割中的材料选择和适用性
激光切割中的材料选择和适用性随着科技的发展,激光切割在工业、制造业等领域广泛应用。
激光切割技术具有精度高、速度快、自动化程度高等特点,被誉为现代制造业的一种重要加工方式。
在激光切割过程中,材料的选择直接影响工件的质量和加工效率,因此,正确选择切割材料非常重要。
一、激光切割中常见的材料1. 金属材料激光切割在金属材料方面有很大应用,钢铁、铝材、铜材、镁材等金属材料被广泛应用。
金属材料具有高导热性、高反射性、高熔点等性质,因此激光切割难度较大。
在金属材料中,钢铁是应用最广泛的,激光切割可以快速且准确地处理钢铁材料。
2. 非金属材料非金属材料中,有机玻璃、亚克力、木材、橡胶等被广泛应用。
这些材料具有较低的熔点,容易挥发和气化,因此切割较为容易,同时切割后的边缘质量也较好。
二、材料的选择原则切割材料的选择需要考虑几方面因素:1. 材料的光学特性激光切割是通过光与材料相互作用来实现切割的,因此材料的光学特性是影响激光切割的重要因素。
材料的反射率、散射率、吸收率等决定了能否进行激光切割,同时还影响切割速度、切割质量和切割效率等方面。
2. 材料的物理特性材料的物理特性也是影响切割材料选择的重要因素之一。
材料的熔点、热导率、热膨胀系数、硬度等会直接影响激光切割的效果和速度。
3. 切割材料的厚度切割材料的厚度是选择切割参数和设备时需要考虑的一个重要因素。
不同厚度的材料需要不同强度的激光和不同的切割速度,因此需要根据材料的厚度选择合适的激光参数和切割设备。
三、材料适用性不同材料的适用性也需要根据具体情况考虑。
例如,锌、铬、钼、镍等金属材料容易氧化和腐蚀,这样会影响激光切割的效果和切割速度;而一些透明的非金属材料如有机玻璃、亚克力等切割后会出现起泡现象,因此切割时需要调整参数。
在选择材料时,还需要考虑到材料的价格、供应量、可靠性等因素。
不同的情况下会有不同的选择,需要根据具体生产需求综合考虑。
四、总结正确选择切割材料是激光切割技术中非常重要的一环,因为材料的选择会直接影响到切割效率、切割质量和成本等。
激光切割加工技术
激光切割加工技术的应用日渐广泛,已成为现代制造工业中的一项重要加工技术。
这种技术以激光切割机作为主要设备,利用光学原理和物理原理对金属、非金属等材料进行割、切、雕刻、打孔等加工。
激光切割技术具有精度高、效率快、面板平整、工艺精密等特点,被广泛应用于汽车、电子、机械、仪器仪表、航空航天等领域。
1、激光切割的原理及分类激光切割技术的原理是利用激光束对材料进行熔化、氧化、蒸发或气化等高能量加工作用的过程。
激光源通过光纤、镜片、光束导轨等组成的光学系统,将光束反射或聚集到工件表面,从而达到材料准确切割或打孔。
激光切割按其光源的类型可分为光纤激光切割、CO2激光切割和光束切割等多种类型。
其中,CO2激光切割是应用最广泛的一种类型,其主要特点是波长相对较长,金属材料的能量吸收率较高,加工效率也较高。
2、激光切割的应用领域激光切割技术的应用领域十分广泛,主要应用于汽车、电子、机械、仪器仪表、航空航天等领域的切割、雕刻、打孔等加工过程。
以电子行业为例,电子元器件的加工中常使用CO2激光切割技术,可以加工出极其精细的小零件,保证了产品的质量和精度。
在工业机器人制造中,激光切割也被广泛应用,可以实现自动化、智能化生产过程,提高生产效率和产品质量。
3、激光切割技术的优势和不足激光切割技术具有精度高、加工速度快、切割面平整、无需刀具等多项优势。
激光切割可实现可靠、稳定的加工质量,减少了生产损失。
但是,激光切割技术也存在一些不足之处:一是设备投资成本高,另外由于光束的精度和光学系统的质量要求较高,技术门槛较高,操作要求也十分严格。
同时,激光切割还受到材料的透光性、表面粗糙度等因素的影响。
4、未来激光切割技术的发展趋势随着现代制造工业的发展,激光切割技术也得到了更加广泛的应用。
未来激光切割技术发展的趋势是:一是加工质量和效率的提升,二是设备自动化和智能化。
对于传统的金属材料外,许多新型材料也将会应用到激光切割技术中,这需要激光切割技术发展对于新材料的研究和改进。
激光加工材料
激光加工材料激光加工是一种高精度、高效率的加工方法,广泛应用于金属、塑料、陶瓷等材料的加工领域。
激光加工材料的选择对加工质量和效率有着至关重要的影响。
本文将就激光加工材料的选择和特点进行介绍。
首先,激光加工材料的选择应考虑材料的光学特性。
激光加工是利用高能激光束对材料进行加工,因此材料对激光的吸收、反射和透射特性将直接影响加工效果。
一般来说,对于金属材料而言,其对激光的吸收率较高,适合激光切割和焊接加工;而对于非金属材料如塑料和陶瓷,其对激光的吸收率较低,适合激光打标和刻蚀加工。
其次,激光加工材料的选择还应考虑材料的热导率和热膨胀系数。
高热导率和低热膨胀系数的材料在激光加工过程中能够更好地承受激光束的热影响,从而获得更高的加工精度和稳定性。
因此,对于需要进行精细加工的材料,如精密零部件和光学元件等,通常选择具有较高热导率和较低热膨胀系数的材料进行加工。
此外,激光加工材料的表面质量和成型性也是选择的重要考量因素。
对于需要进行表面精加工的材料,如不锈钢、铝合金等,其表面质量对加工效果有着直接影响。
而对于需要进行复杂成型加工的材料,如塑料和橡胶等,其成型性将影响加工的可行性和效率。
总的来说,激光加工材料的选择应综合考虑材料的光学特性、热学特性、表面质量和成型性等因素,以获得最佳的加工效果和经济效益。
随着激光技术的不断发展和应用,激光加工材料的选择将成为加工行业的关键问题之一,也将对材料科学和加工技术提出更高的要求和挑战。
因此,我们在进行激光加工材料的选择时,应该充分了解材料的特性和加工要求,结合激光加工的原理和特点,选择最适合的材料,以实现高效、高质量的加工目标。
希望本文的介绍能够对激光加工材料的选择提供一定的参考和帮助。
激光切割技术在钢板加工中的应用研究
激光切割技术在钢板加工中的应用研究第一章:引言钢板是机械加工和建筑工程中常用的材料之一,因其硬度高、韧性好、耐腐蚀等特点,被广泛应用于各行各业中。
而激光切割技术则是一种现代化的钢板加工技术,其速度快、精度高、可靠性好等特点被越来越多地应用于钢板加工的领域中。
本文将从激光切割技术的基本原理、设备结构及工艺流程等几个方面,探讨激光切割技术在钢板加工中的应用研究。
第二章:激光切割技术的基本原理激光切割技术是一种利用激光束对物体进行加工的技术,其基本原理是利用激光束对钢板进行热加工,使钢板部分受热蒸发,从而达到对钢板进行切割的目的。
其操作流程如下:1.将激光器发出的激光束集中到光斑上;2.将光斑聚焦到钢板上;3.钢板局部受热蒸发,形成切口;4.激光束和钢板分别移动,完成切割。
第三章:激光切割技术的设备结构激光切割技术的设备结构包括三部分:激光器、光纤传输系统和切割系统。
其中,激光器主要用于产生高能高稳定的激光束;光纤传输系统主要用于将激光束传输到切割系统上;切割系统则主要用于将激光束聚焦到钢板上,并移动完成切割。
第四章:激光切割技术的工艺流程激光切割技术的工艺流程包括以下几个步骤:1.钢板上涂抹保护液,以保护钢板不受氧化的影响;2.将钢板放置在激光切割机工作台上,调整钢板位置,使其对准光斑;3.开启激光切割机,调整相关参数,如激光功率、切割速度等;4.激光切割机进行热加工,实现钢板切割;5.切割完成后,对钢板进行后处理,如去除保护液、打磨等。
第五章:激光切割技术在钢板加工中的应用研究激光切割技术在钢板加工中应用广泛,如下:1.在船舶工业中,利用激光切割技术,可将海事运输的需要的不锈钢板进行切割。
由于钢板是船舶上使用最多的材料之一,激光切割技术的应用,大大节省了人力和成本。
2.在机床制造领域,可利用激光切割机对各类机器底座,导轨板等零件进行切割加工。
激光切割技术的应用,极大地提高了加工的效率和精度。
3.在建筑领域,激光切割技术可实现对钢板雕刻等艺术处理,如钢板上雕刻楼房或汽车形状的图案等。
激光切割的原理
激光切割的原理激光切割是一种利用激光束对材料进行切割的加工技术。
它具有高精度、高效率、高质量等优点,被广泛应用于金属、非金属、有机材料等领域。
下面将从激光切割的原理、设备、应用等方面进行详细介绍。
一、激光切割的原理激光切割的原理是利用激光束对材料进行加热,使其局部熔化或汽化,从而实现对材料的切割。
激光束的能量密度非常高,可以使材料瞬间达到高温,从而实现快速切割。
激光切割的原理主要包括以下几个方面:1. 激光束的特性激光束是一束高能量、高密度、高单色性的光束,具有很强的穿透力和聚焦能力。
激光束的特性决定了它可以在很短的时间内将材料加热到高温,从而实现快速切割。
2. 材料的特性材料的特性对激光切割的效果有很大的影响。
不同的材料对激光束的吸收率、反射率、折射率等都有不同的要求。
一般来说,金属材料对激光束的吸收率较高,非金属材料对激光束的吸收率较低。
3. 激光切割设备激光切割设备主要由激光器、光学系统、切割头、控制系统等组成。
激光器产生高能量的激光束,光学系统将激光束聚焦到切割头上,切割头将激光束聚焦到材料上,控制系统控制激光束的移动和功率大小,从而实现对材料的切割。
二、激光切割设备激光切割设备主要包括CO2激光切割机、光纤激光切割机、半导体激光切割机等。
不同的设备适用于不同的材料和加工要求。
其中,CO2激光切割机适用于金属和非金属材料的切割,光纤激光切割机适用于金属材料的切割,半导体激光切割机适用于薄板材料的切割。
三、激光切割的应用激光切割被广泛应用于金属、非金属、有机材料等领域。
主要应用于以下几个方面:1. 金属材料的切割激光切割可以对各种金属材料进行高精度、高效率的切割,包括不锈钢、铝合金、铜、钛合金等。
2. 非金属材料的切割激光切割可以对各种非金属材料进行切割,包括塑料、木材、纸张、皮革等。
3. 工业制造激光切割可以用于工业制造中的各种加工,包括汽车零部件、航空零部件、电子元器件等。
4. 艺术制作激光切割可以用于艺术制作中的各种加工,包括雕刻、拼贴、装饰等。
激光切割的技术指标
激光切割的技术指标川汇气体一、氮气切割要素氮气切割因自身的特点,切割条件和氧气切割有着明显的差异。
经过两年多的实际应用,我们通过实践逐步掌握了氮气切割的要素。
1.气体参数气压和喷嘴决定了切断面的表面粗糙度、毛刺。
适当增加气压有利于排渣,但过大则会增加表面粗糙度值。
氮气切割对于气体参数有如下要求:(1)气压氮气不参与燃烧,用于吹掉相对温度较低的液态材质,需要(10~14)*105Pa的高气压。
而氧气切割的压力一般不超过4*105Pa。
(2)喷嘴氮气使用高压,要求较大的喷嘴直径以保证出气量。
例如切割2mm厚的不锈钢,氧气使用喷嘴HK10(ø 10mm),氮气则要求HK15(ø15mm)。
(3)纯度氮气纯度对切割质量有很大影响(见表2),所含氧气影响切割质量。
而水分则会对激光器造成危害,因此气体级别至少应保证在4.5级。
2.切割参数切割参数、加工程序相互独立,方便了参数的调整。
丰富的参数可控制切割过程的各个方面,是决定切割质量的关键所在。
氮气切割和氧气切割因加工方式上的差异,对下列切割参数有着不同的要求。
表1激光切割加工范围材料碳钢不锈钢不锈钢硬铝软铝黄铜辅助气体O2O2N2N2N2N2最大切割厚度/mm16~206~108~124~82~63~4表2氮气纯度和切割质量的关系气体级别2.83.54.55.0气体纯度(%)氧气含量*10-6水含量*10-6 ≥99.8≥99.95≥99.995≥99.9999≤500≤100≤10≤3≤20≤10≤5≤5切割断面面质量无氧气,表面微黄无氧化,没有光泽无氧化,断面光亮安全无氧化,断面有光泽(1)速度氮气切割仅仅依靠激光熔化材料,需要时间较长,切割速度较氧气切割慢。
(2)功率氮气切割要求高功率保证持续的村质熔化。
一律在100%左右。
(3)焦点位置氮气切割完全依靠激光能量,焦点下移能够增强光束能量,要求焦点接近板材的底端。
氧气切割则要求焦点在板材表面。
激光切割的主要特性和主要工艺介绍
激光切割的主要特性和主要工艺介绍一、激光切割的主要特性1、激光切割的切缝窄,工件变形小。
激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度。
这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分,材料很快加热至汽化程度,蒸发形成孔洞。
随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。
切边受热影响很小,基本没有工件变形。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。
钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。
切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性汽体。
进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
大多数有机与无机材料都可以用激光切割。
在工业制造系统占有份量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形切割。
当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。
激光切割无毛刺、皱折、精度高,优于等离子切割。
对许多机电制造行业来说,由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件,它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度还慢于模冲,但它没有模具消耗,无须修理模具,还节约更换模具时间,从而节省了加工费用,降低了生产成本,所以从总体上考虑是更合算的。
2、激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工。
3、激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点,把它应用于切割有许多特点。
首先,激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内,可提供(1)狭的直边割缝;(2)最小的邻近切边的热影响区;(3)极小的局部变形。
其次,激光束对工件不施加任何力,它是无接触切割工具,这就意味着(1)工件无机械变形;(2)无刀具磨损,也谈不上刀具的转换问题;(3)切割材料无须考虑它的硬度,也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响,任何硬度的材料都可以切割。
激光切割知识点总结
激光切割知识点总结一、激光切割的原理激光切割是利用激光束对材料进行加工,通过在材料表面产生熔融、气化或机械剥离等方式来实现切割。
激光切割的原理主要包括以下几个方面:1. 激光切割的光源激光切割的核心是激光器,激光器产生的激光束具有单色性、亮度高、方向性好等特点,可以实现对材料的高精度加工。
2. 激光切割的光束聚焦经过透镜系统对激光束进行聚焦,使其具有足够的能量密度,从而可以在材料表面产生高温区域,实现切割目的。
3. 材料与激光的相互作用激光束照射到材料表面时,会与材料发生相互作用。
对于金属材料,激光束会使其表面产生熔融或气化,从而实现切割;对于非金属材料,激光束可以直接气化或燃烧材料,实现切割。
4. 激光切割的辅助气体在激光切割过程中,通常需要使用辅助气体,如氧气、氮气等,来吹扫产生的熔渣或气化物,以保持切割过程的良好进行。
以上是激光切割的基本原理,了解这些原理有助于我们对激光切割的工作过程和加工特点有更深入的理解。
二、激光切割的设备激光切割设备是将激光切割技术应用于生产加工中的重要工具,其主要包括激光器、光学系统、切割头、工作台、控制系统等部分。
1. 激光器激光器是激光切割设备的核心部件,主要包括气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。
其输出的激光束具有高能量密度和高光束质量,适用于对各种材料进行加工。
2. 光学系统光学系统用于对激光束进行聚焦和导向,包括透镜、反射镜、准直器、聚光镜等组件,通过这些光学元件可以使激光束具有适合的能量密度和焦点尺寸。
3. 切割头切割头是激光束与材料相互作用的部件,通常包括焦距调节装置、气体喷嘴、保护镜、光纤焦点起器等部分。
切割头的设计和性能直接影响激光切割的加工效果。
4. 工作台工作台用于支撑和固定待加工的材料,通常包括传动装置、定位装置、吸附装置等,可以根据加工要求进行不同的形式和结构设计。
5. 控制系统控制系统包括集成电路、运动控制系统、自动化控制系统等,用于对激光切割设备的各种运动、能量调节、辅助气体控制等进行精确控制。
4章_激光切割加工用材料特性
激光加工用材料4.激光加工用材料4.1 钢铁材料适合激光加工的材料从金属到非金属跨越了很大的范围、其中最多的是钢铁材料。
钢铁材料大致分为碳素钢和合金钢两种。
碳素钢的成分包括碳,锰及含有微量的磷,硫等元素。
碳素钢根据碳的含有量分为低碳钢,中碳钢,高碳钢、根据硬度又分为软钢和硬钢。
合金钢是为了改善钢的性质、在碳素钢里加入1类或2类镍(Ni)铬(Cr)钼(Mo)、钨(W)、釩(V)之类的元素而组成。
另外为增加耐腐蚀性,耐热性而表面镀有锌(Zn)、锡(Su)、铝(Al)之类金属。
(1) 软钢板一般叫做软钢板的是按照JIS规格属于「SPC」「SPH」「SS」的范围内。
这些材料中薄板容易切割,并且断面优良、但随板厚增加高质量断面的条件的范围就变得越来越狭窄。
特别是厚板,由于生产厂家及制造方法的不同而形成的氧化膜厚度也不同,因而同样的条件而不能切断的情况时有发生。
(注)按照JIS大致把薄板和厚板做如下分类。
・薄板:3.2mm为止・中板:4.5~6.0mm为止・厚板:9.0mm以上另外、角钢,H型钢、I型钢之类材厚的变化及表面氧化膜的状态不好等原因,和普通钢板相比切断条件范围变窄。
平钢也有同样的倾向。
(2) 机械结构用钢(SC,SCM,SCr,SNCM之类)由于添加的合金元素数量很少,因而加工的难易度及加工条件和软钢基本相同。
并且成分规定严格,较之软钢有更安定的加工。
(3) 工具钢(SK,SKS,SKD,SKH)薄板容易切断、由于厚板是含有较多合金元素的材料,因此加工难度渐渐增高。
还有、这种材料含碳较高,开孔时间较之软钢增加2~3倍。
(4) 不锈钢不锈钢是采用激光加工最多的材料之一。
其中最多的种类是叫18-8的不锈钢「SUS304」。
不锈钢切割的难题是断面的下部沾有「融化凝固物」(既沾渣)。
碳钢的切断条件步适当时,也会产生沾渣,但很容易除去.可是不锈钢的加工条件尽管做了各种各样的调整,要做到完全不沾渣还是很困难。
激光切割零件技术要求
激光切割零件技术要求激光切割技术是一种通过使用高能激光束来切割材料的先进制造技术。
激光切割广泛应用于各种工业领域,如汽车制造、航空航天、电子设备等。
它具有高精度、高效率、无接触切割等优点,成为现代制造业中不可或缺的一部分。
激光切割技术的要求非常严格,包括以下几个方面:1. 激光功率要求:激光切割的质量和效率直接受到激光功率的影响。
通常情况下,功率越大,切割速度越快,但也需要根据材料的特性和要求来确定最佳功率。
因此,选择合适的激光功率对于激光切割的质量和效率非常重要。
2. 材料选择和特性:激光切割适用于各种材料,如金属、塑料、玻璃等。
不同材料的切割特性不同,需要根据材料的硬度、熔点、导热性等因素来确定切割参数。
同时,要考虑材料的厚度和形状对切割质量的影响,确保切割的精度和平整度。
3. 光束质量要求:激光切割的光束质量是影响切割质量的关键因素之一。
光束质量好的激光切割机可以实现更高的切割精度和更小的切割宽度。
光束质量主要取决于激光器的输出功率、光束直径和光束发散角等参数。
4. 辅助气体选择:激光切割时需要使用辅助气体来吹扫切割区域,帮助清除熔化的材料并冷却切割区域。
常用的辅助气体有氮气、氧气和惰性气体等。
不同材料和切割要求需要选择合适的辅助气体,并控制气体流量和压力,以确保切割效果和质量。
5. 切割速度和精度要求:激光切割的速度和精度直接影响到生产效率和产品质量。
选择合适的切割速度和控制精度是激光切割技术的关键。
切割速度过快可能导致切割质量下降,而切割速度过慢则会降低生产效率。
精确控制切割速度和移动轨迹,以达到高精度的切割效果。
6. 切割边缘质量要求:激光切割的切割边缘质量是评价切割质量的重要指标之一。
切割边缘应该光滑、无毛刺、无裂纹,并且没有任何材料残留。
为了提高切割边缘质量,可以采用一些优化措施,如调整切割参数、改善光束质量、选择合适的辅助气体等。
激光切割技术在现代制造业中具有广泛的应用前景。
为了满足不同材料和产品的要求,需要严格控制激光功率、选择合适的材料和辅助气体、优化切割参数等。
激光切割材料
激光切割材料
激光切割是一种高精度、高效率的材料加工方法,广泛应用于金属、非金属材
料的切割加工领域。
激光切割技术具有热影响区小、切割速度快、切口平整等优点,因此备受关注。
本文将介绍激光切割材料的选择、工艺参数和应用领域。
首先,激光切割材料的选择至关重要。
不同材料的切割特性不同,需要根据材
料的性质来选择合适的激光切割方法和工艺参数。
常见的激光切割材料包括金属材料如不锈钢、铝合金、钛合金,以及非金属材料如塑料、木材、玻璃等。
在选择激光切割材料时,需要考虑材料的导热性、吸收率、熔点等因素,以确保切割效果和切割质量。
其次,激光切割的工艺参数对切割效果影响巨大。
激光切割的工艺参数包括激
光功率、激光束聚焦直径、切割速度、气体类型和流量等。
这些参数的选择直接影响到切割速度、切口质量和切割成本。
在实际应用中,需要根据材料的厚度、硬度和切割要求来优化工艺参数,以达到最佳的切割效果。
最后,激光切割技术在各个领域都有着广泛的应用。
在金属加工领域,激光切
割被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。
在非金属加工领域,激光切割也被应用于塑料制品、家具制造、玻璃加工等领域。
随着激光技术的不断进步,激光切割在材料加工领域的应用将会更加广泛。
综上所述,激光切割作为一种高精度、高效率的材料加工方法,在现代制造业
中具有重要的地位。
正确选择切割材料、优化工艺参数,并将激光切割技术应用于各个领域,将会为材料加工领域带来更多的创新和发展机遇。
希望本文能够对激光切割技术感兴趣的读者有所帮助,谢谢阅读!。
简述连续激光切割材料的机理和特点
简述连续激光切割材料的机理和特点一、连续激光切割材料的机理1.1 激光束的产生和传输激光切割材料的原理是利用高能激光束对材料进行加热,使其熔化或汽化,从而实现切割。
在这个过程中,激光束的产生和传输是非常关键的环节。
激光束是由激光器产生的,激光器是一种能够产生高强度、单色、相干的光束的光学设备。
激光器的核心部件是激光晶体,它能够将电能转化为激光能,并将其聚焦在一个非常小的区域,形成一束高能量的激光束。
1.2 激光束的能量密度和功率激光束的能量密度和功率是指单位体积内所包含的能量。
在连续激光切割过程中,激光束的能量密度和功率决定了材料的加热速度和温度范围。
一般来说,激光束的能量密度越高,其加热速度越快,温度范围也越广。
因此,在选择激光切割设备时,需要根据材料的特性和加工要求来确定合适的激光束能量密度和功率。
二、连续激光切割材料的特点2.1 高精度和高效率连续激光切割具有高精度和高效率的特点。
这是因为连续激光切割可以实现自动化生产,减少了人为因素的影响,提高了加工精度;由于激光束的高能量密度和快速加热特性,使得切割过程非常迅速,大大提高了生产效率。
2.2 非接触式加工与传统的机械加工相比,连续激光切割是一种非接触式加工方式。
这意味着在加工过程中不会对材料表面产生划痕和变形等损伤,保证了加工后的产品质量。
非接触式加工还可以减少材料表面的氧化和腐蚀现象,延长了设备的使用寿命。
2.3 适用范围广泛连续激光切割适用于多种材料的加工,包括金属、非金属、塑料等。
这是因为不同种类的材料具有不同的热传导性能和物理化学性质,可以通过调整激光束的能量密度和功率来实现有效的切割。
连续激光切割还可以实现三维立体切割和曲线切割等功能,满足了复杂形状产品的加工需求。
三、结论连续激光切割作为一种高效、高精度、非接触式的加工方式,在现代制造业中得到了广泛的应用。
随着技术的不断发展和完善,相信连续激光切割在未来的应用领域还将有更广阔的发展空间。
激光加工技术是什么及特点【详细介绍】
激光加工是什么内容来源网络,由深圳机械展收集整理!更多激光切割机展示,就在深圳机械展!激光雕刻加工是激光系统常用的应用。
根据激光束与材料相互作用的机理,大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。
激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程,包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等;光化学反应加工是指激光束照射到物体,借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。
包括光化学沉积、立体光刻、激光雕刻刻蚀等。
原理编辑激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的。
激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小,可加工各种材料。
用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
某些具有亚稳态能级的物质,在外来光子的激发下会吸收光能,使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转,若有一束光照射,光子的能量等于这两个能相对应的差,这时就会产生受激辐射,输出大量的光能。
激光加工的优势激光加工属于无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
激光加工柔性大主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。
激光表面处理包括激光相变硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。
激光加工技术主要有以下独特的优点:①使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益。
②可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工;在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
⑤激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。
简述连续激光切割材料的机理和特点
简述连续激光切割材料的机理和特点嘿,亲们!今天咱们来聊聊一个很有意思的话题——连续激光切割材料的机理和特点。
别看这东西听起来挺高深的,其实呢,它就是用激光把材料割成小块的一种方法。
咱们先来聊聊这个过程是怎么进行的吧!
咱们得知道,激光切割的原理是利用激光束的高能量密度,对材料进行瞬间加热,使其熔化或气化。
然后,通过控制系统控制激光束的位置和形状,使得材料在被加热后迅速冷却,形成切口。
这样一来,材料就被割成了我们需要的小块。
那么,连续激光切割材料有什么特点呢?它的切割速度非常快。
因为激光束的能量密度高,所以可以在很短的时间内将材料加热到熔点或气化。
这样一来,我们就可以实现高速、高效的切割了。
连续激光切割材料的精度非常高。
因为激光束可以精确地控制位置和形状,所以可以实现非常精细的切割。
这对于一些需要高精度加工的材料来说,是非常重要的。
连续激光切割材料还具有非接触性。
这意味着我们在切割过程中不需要直接接触材料,避免了对材料的损伤。
这对于一些易损的材料来说,是非常有利的。
当然啦,连续激光切割材料还有一定的局限性。
比如说,它只能切割一些易于加热和冷却的材料。
而且,由于激光束的能量密度高,所以在切割过程中会产生一定的热量和光斑,可能会对材料造成一定的影响。
但是,总的来说,连续激光切割材料还是一种非常高效、精确、非接触性的加工方法。
好了,亲们,今天关于连续激光切割材料的机理和特点就给大家聊到这里啦!希望对大家有所帮助哦!下次再见啦!。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
激光加工用材料
4.激光加工用材料
4.1 钢铁材料
适合激光加工的材料从金属到非金属跨越了很大的范围、其中最多的是钢铁材料。
钢铁材料大致分为碳素钢和合金钢两种。
碳素钢的成分包括碳,锰及含有微量的磷,硫等元素。
碳素钢根据碳的含有量分为低碳钢,中碳钢,高碳钢、根据硬度又分为软钢和硬钢。
合金钢是为了改善钢的性质、在碳素钢里加入1类或2类镍(Ni)铬(Cr)钼(Mo)、钨(W)、釩(V)之类的元素而组成。
另外为增加耐腐蚀性,耐热性而表面镀有锌(Zn)、锡(Su)、铝(Al)之类金属。
(1) 软钢板
一般叫做软钢板的是按照JIS规格属于「SPC」「SPH」「SS」的范围内。
这些材料中薄板容易切割,并且断面优良、但随板厚增加高质量断面的条件的范围就变得越来越狭窄。
特别是厚板,由于生产厂家及制造方法的不同而形成的氧化膜厚度也不同,因而同样的条件而不能
切断的情况时有发生。
(注)按照JIS大致把薄板和厚板做如下分类。
・薄板:3.2mm为止
・中板:4.5~6.0mm为止
・厚板:9.0mm以上
另外、角钢,H型钢、I型钢之类材厚的变化及表面氧化膜的状态不好等原因,和普通钢板相比切断条件范围变窄。
平钢也有同样的倾向。
(2) 机械结构用钢(SC,SCM,SCr,SNCM之类)
由于添加的合金元素数量很少,因而加工的难易度及加工条件和软钢基本相同。
并且成分规定严格,较之软钢有更安定的加工。
(3) 工具钢(SK,SKS,SKD,SKH)
薄板容易切断、由于厚板是含有较多合金元素的材料,因此加工难度渐渐增高。
还有、这种材料含碳较高,开孔时间较之软钢增加2~3倍。
(4) 不锈钢
不锈钢是采用激光加工最多的材料之一。
其中最多的种类是叫18-8的不锈钢「SUS304」。
不锈钢切割的难题是断面的下部沾有「融化凝固物」(既沾渣)。
碳钢的切断条件步适当时,也会产生沾渣,但很
容易除去.可是不锈钢的加工条件尽管做了各种各样的调整,要做到完全不沾渣还是很困难。
并且这种
沾渣异常牢固,坚硬,不容易清除。
加工前在背面涂上防止沾渣的药剂,则沾渣很容易除去。
这种药剂在
各种市面上都有销售。
另外辅助气体采用高压氮气、进行无氧切割时,则不产生沾渣。
(5) 表面处理钢板
表面处理钢板最常使用的是镀锌钢板、分为镀锌量少的「电镀锌钢板」和镀锌量多的「融化镀锌钢板」。
用激光切割时的特点是比碳钢容易产生沾渣,切不透等现象。
处理方法是①提高辅助气体的压力,②增加激光的频率.这些方法对于辅助气体是氧气的情况,则会
助长切不透现象的产生.所以要同时兼顾来设定条件。
辅助气体采用空气是防止切不透现象的有效方法,但比氧气切割的沾渣量多。
所以最近采用既不沾渣,又不产生切不透现象,并能高速切割的氮切割的事例越来越多.同时考虑到
降低运营成本,引入从空气中直接分离氮气「氮气发生器」的事例越来越多。
(6) 表面保护材及合成板
激光加工用材料
①塗装钢板
塗装钢板是象彩色钢板那样素材表面喷涂和冲压成型后再喷涂两种(比如操作盘,分电盘之类).
前者比较容易切断,后者则由于喷涂方法和材料的不同,容易产生保护膜脱离,热变形较大等显现.
其他不是喷涂,贴有橡胶的材料也作同样考虑。
②合成钢板及夹芯钢板
分为金属+金属、金属+非金属(樹脂)之类、一般来说两者的融点相差很大时切割质量不好。
最近有些夹芯制震钢板,由于中间的树脂教薄,则有很容易高质量切割的事例。
③树脂保护膜钢板
不锈钢表面是镜面或细条纹材料,搬运是为避免碰伤表面贴有树脂保护膜.用激光直接切割有困难,处理方法是采用「2次切割的方法」,首先用低功率把树脂保护膜切开,然后用切断条件切割.但这种条
件也会由于加工形状而产生不如意的结果。
铝材也有贴树脂保护膜的,这时候如果用激光在树脂保护膜一面切割的话则很困难,从反面切割则有减少沾渣产生的效果。
④等离子処理材
桥梁之类的使用材,为了防止碳钢生锈,对原板进行处理后再噴涂的材料.
等离子処理材的切割根据种类的不同,也采用「2次切割的方法」.
4.2 非铁金属材料
(1) 铝及铝合金
铝的融点低、激光的反射率高,不如钢材那样容易加工。
特别是JIS1000系列产品的纯铝材加工困难、随着合金比例的上升(随着JIS的系列号的上升)切割渐渐变得容易。
(2) 铜
同铝相比,铜的反射率和融点都很高,激光切割材料中最难切割的材料之一。
对铜进行加工时,必须在表面涂激光吸收剂,并且自动跟踪方式建议采用静电容量式,辅助气体采用氧气。
(3) 黄铜
由于比铜的反射率低,加工较容易.切割难度相当于铝,辅助气体是空气或氮气。
(4) 磷青铜
切割难度和铜相近。
弹簧用磷青铜切割时易受热软化、降低弹性。
(5) 钛及钛合金
钛是耐腐蚀,耐高温的昂贵材料.用激光切割时,高温下钛和氧气剧烈反应,和氮气也产生化合物,所以辅助气体采用氩气最合适.但是氩气很贵,运营成本将会增加.
4.3 有机材料
由于有机材料对激光的吸收率很大,容易切断。
(1) 塑料
塑料的切断方法不多,其中也采用激光切割的方法。
由于种类的不同,也会产生切断面氧化,绝缘性降低等现象而不适合激光切断。
环氧树脂, 酚醛树脂之类则碳化。
还有氯乙烯类切割时会产生有害气体,一定要注意.
(2) 复合材料
复合材料中FRP(Fiber Reinforced Plastics)是最有名的。
FRP是树脂和纤维的合成物、较之单一元素有
更高的特性。
树脂常采用环氧树脂, 不饱和聚酯树脂樹脂。
纤维常采用玻璃、碳精棒(CFRP)、硼纤维
之类的无机材料和芳香族, 尼龙之类有机材料.全部材料用激光切割是都会碳化.并且,CFRP的碳素纤
激光加工用材料
维的融点非常高,只有树脂被切断,纤维却不断,加工困难。
(3) 橡胶材料
天然橡胶、合成橡胶在用激光切割时都会产生黑烟和异味,含有氯化物,砷化物,硫磺之类有害气体同时产生.尽量避免用激光切割。
还有碳化现象产生。
橡胶中能够顺利切割的只有硅橡胶。
(4) 其他
其他有机材料用激光切割的如下所示。
①材料:家具、汽车内装材、工艺品之类
②布、纤维类:罩布、空气包、地毯之类
③纸:烟过滤网
4.4 无机材料
(1) 陶瓷(类陶瓷)
陶瓷材料种类非常多、适合激光加工的是氧化铝陶瓷。
1毫米板厚的材料较多。
薄板时比较容易切割、1mm以上时根据形状有切不开的情况。
氧化铝加工以在材料表面做板厚20~30%程度的凹雕加工是有名
的。
陶瓷中氮化硅,碳化硅是难切割的材料。
(2) 玻璃
玻璃中,石英玻璃的切割使用激光。
最大板厚达15mm。
有裂缝的现象、切断后做烧钝处理可防止裂缝的产生。
其它种类的玻璃热膨胀系数较大,易产生裂缝,不适合激光切断。
(3) 其它材料
花砖,石材之类的一部分有用激光切割的事例、根据种类有产生裂缝的情况。