激光切割技术培训幻灯片

? 对穿孔的影响
? 穿孔不稳定，时间不易控制，对厚板会造成过 熔，且穿透条件不易
激光
? 掌握。对薄板影响较小。
? 图 5 同轴度对切割 ? 断面的影响
左边吹气量小
喷嘴 右边吹气量小
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喷嘴孔与激光束同轴度的调整
? 喷嘴孔与激光束的同轴度的调整步骤如下： ? 在喷嘴的出口端面涂抹印泥（一般以红色
为好），将不干胶带贴在喷嘴出口端面上。 图 6 调整同轴步骤1 ? 用10~20瓦的功率，手动打孔。
? 对切割断面的影响
? 如图所示，当辅助气体从喷嘴吹出时，气量不均匀，出现 一边有熔渍，另一边没有的现象。对切割3mm以下薄板时， 它的影响较小，切割3mm以上时，影响较严重，有时无法 切透。
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喷嘴与切割品质的关系
? 对尖角的影响
? 工件有尖角或角度较小时，容易产生过熔现象， 厚板则可能无法切割。
? 喷嘴孔径的比较
喷嘴孔径
气体流速（量）
熔融物去除能力
小
快
大
慢
大
小
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喷嘴
? 喷嘴φ1 、φ1.5 的差异
喷嘴直 薄板（3mm以下） 厚板（3mm以上）
径
切割功率较高，散热时间较长，
切割时间亦较长
φ1
切割面较细
气体扩散面积小，不太稳定，基 本可用
φ1.5
切割面会较粗， 转角地方易有溶 渍
气体扩散面积大，气体流速较慢 ， 切割时较稳定
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喷嘴高度的调整
? 喷嘴高度即喷嘴出口与工件表面之间的距 离。
? 图 10 喷嘴高度
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四 பைடு நூலகம்割速度
? 1速度过快
? 如果切割速度过快，可能造成以下后果。
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2影响切割的因素
? 切割工艺与下述因素关系紧密： ? 激光模式 ? 激光功率 ? 光路的稳定性 ? 焦点位置 ? 喷嘴高度 ? 喷嘴直径 ? 辅助气体 ? 辅助气体纯度 ? 辅助气体流量 ? 辅助气体压力 ? 切割速度 ? 板材材质 ? 板材表面质量
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与切割相关的各工艺参数如下图所示：
切割气体类型
图 8 聚焦镜松动
注意观察黑点偏离
喷嘴中心的方向，调整喷嘴位置
正确
图 9 调整喷嘴位置，
与激光束同轴
调整螺钉
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喷嘴孔径
? 孔径大小对切割质量和穿 孔质量有关键性的影响。
? 如果喷嘴孔径过大，切割 时四处飞溅的熔化物，可 能穿过喷嘴孔，从而溅污 镜片。孔径越大，几率越 高，对聚焦镜保护就越差， 镜片寿命也就越差。
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激光切割的特点
? 激光切割的特点是： 切缝窄、变形小、精度高、 速度快、效率高
? 首先激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区 域内，所以激光切割可提供：狭的直边割缝；最 小的邻近切边的热影响区；极小的局部变形
? 其次，激光束对工件不旋加任何力，它是无接触 切割工具，这就意味着工件无机械变形；无刀具 磨损，也谈不上刀具的替换问题；切割材料无需 考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料 硬度影响，任何硬度的材料都可切割。
白色不干胶带
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喷嘴
? 取下不干胶纸，注意保持其方向，以便与喷嘴相比照。 正常情况下，不干胶纸上会留下一个黑点，是被激光烧损的。但如 果喷嘴中心偏离激光束中心过大时，将无法看到这个黑点（激光束 射到了喷嘴的壁上）。
? 图 7 喷嘴偏离太大
如果打出的中心点时大时小，请注意条件是
否一致，聚焦镜是否松动。
光束直径
辅助气体压力
透镜焦距
割嘴直径 焦点
割嘴相对板面距离
材料表面
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割缝宽
一 激光模式
? 激光器的模式对切割影响很大，切割时要 求到达钢板表面的模式较好。这与激光器 本身的模式和外光路镜片的质量有直接的 关系。
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二 焦点位置
? 焦点位置是一个关键参数， 应正确调节焦点位置。
焦点位置
示意图
零焦距
焦点在工件表面
激光切割技术
激光切割的原理及特点 激光切割的影响因素 光纤切割的原理及特点
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1、激光切割技术的原理
? 激光切割的原理是将激光束聚焦成很小光 点，使焦点处达到很高的功率密度。这时 光束输入（由光能转换）的热量远远超过 被材料反射、传导或扩散部分，材料很快 加热至汽化温度，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。
正焦距 焦点在工件表面上
喷嘴
切幅
切割厚钢板时采用。
厚钢板切断时，切断用 氧气的氧化作用必须从 上面到底面。因厚板之 故切幅要宽，这样的设 定可得较宽的切幅。切 断面和瓦斯切断类似， 可以说是用氧气吹断， 因此断面较粗糙。
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焦点位置
? 焦点位置对切割断面 的影响
表面1.5mm上 表面0.5mm上 表面2.5mm上
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激光切割的特点
? 再次，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性， 因而：与自动化装备相结合很方便，容易实现切 割过程自动化；由于不存在对切割工件的限制， 激光束具有无限的仿形切割能力。
? 大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工 业制造系统占有分量很重的金属加工业，许多金 属材料，不管它具有什么样的硬度，都可进行无 变形切割。数控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；它没有械具消耗，无需修理模具，节 约更换械具时间，从而节省加工费用，降低产品 成本。
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三 喷嘴
? 喷嘴形状、喷嘴孔径、喷嘴高度（喷嘴出口与工件表面之间的距离） 等，均会影响切割的效果。
? 喷嘴的作用 ? 防止熔渍等杂物往上反弹，穿过喷嘴，污染聚焦镜片。 ? 控制气体扩散面积及大小，从而控制切割质量。
图 3 没有喷嘴时，气体喷出的情况 ? 图 4 有喷嘴时，气体喷出的情况
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喷嘴与切割品质的关系
? 喷嘴出口孔中心与激光束的同轴度是影响切割质量优劣的 重要因素之一，工件越厚，影响越大。
? 当喷嘴发生变形或有熔渍时，将直接影响同轴度。 ? 故喷嘴应小心保存，避免碰伤以免造成变形。喷嘴形状和
尺寸的制造精度高，安装时应注意方法正确。 ? 如果由于喷嘴的状况不良，从而需要要改变切割时的各项
条件，那就不如更换新的喷嘴。 ? 如果喷嘴与激光不同轴，将对切割质量产生如下影响。
喷嘴
切幅
负焦距 焦点在工件表面下
喷嘴
切幅
特征
适用于5毫米以下薄碳钢 等。 （切断面）
焦点在工 件上表面，所以，切割
光滑，下表面则不光滑。
铝材、不锈钢等工件采用这 种方式。
（切断面）焦点在中央，因
此平滑面范围较大，切幅比
零焦距的切幅宽，切割气体
流量较大，穿孔时间较零焦
距为长。
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焦点位置与切割面的关系