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机械制造

激光切割-(4)激光切割工艺

时间:2015-04-01 22:14:29   作者:   来源:   阅读:3606   评论:0
    切割工艺与下述因素关系紧密:
    激光模式
    激光功率
    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(如生锈、异物等)
     与切割相关的各工艺参数如下图所示。
 
图1:切割工艺参数
 
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"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。
    激光束横截面上光强的分布情况称为激光横模。一般笼统地把横模当作激光模式。用符号TEMmn表示各种横向模式。TEM表示横向电磁波,m、n均为正整数,分别表示在x轴和y"方向上光强为零的那些点的序数,称为模式序数。下图示出了几种不同的激光束横模的光斑。TEM00模又称基模,其光斑中任何一点光强都不为零。若光斑在x方向上有一点光强为零,称为TEM10模;在y方向上有一点光强为零,称为TEM01模。以此类推,模式序数m和n越大,光斑中光强为零的点的数目越多。有不同横向模式的激光束称为多模。
图2:模式光斑
    上图中,TEM00模,称为基模。TEM*01模,是单环模,也叫准基模。为了与TEM01区分,特地加上星号*。TEM01模与TEM10模其实可视为相同的模式,因为X、Y轴原本就是人为划分的。下面示出的是几种模式的立体图。
图3:TEM00模式立体图     
 

图4:TEM20模式立体图            图5:TEM23模式立体图
图6: 多模
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。
1.焦点位置与切割面的关系

焦点位置
示意图
特征
零焦距
焦点在工件表面
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。
负焦距
焦点在工件表面下
铝材、不锈钢等工件采用这种方式。
(切断面)
焦点在中央,偏下部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。
正焦距
焦点在工件表面上
切割厚钢板时采用(一般使用氧气)。
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。

2.      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

3.      焦点寻找
    焦点确定的方法和步骤:
1)取下喷嘴,Z轴下降,距板面2~3mm。
2)执行寻找焦点子程序1991。
      (CALL 1991)
       速率倍率设为100%。
3)移动Y轴到划痕最细处。
4)计算焦点位置Zf
      9点位置为Zf=Z+Y×0.5
      其中:Z——当前Z轴坐标;Y——当前Y轴坐标。
5)装上喷嘴,将焦点微调调至刻度5。
6)手动切换到随动。
7)调节焦点,使Z轴坐标达到Zf的值,锁紧切割头。
      此时焦点位于板面。

标签:激光切割工艺    
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