优本机械

优本机械

激光切割的分类和应用

  2020-09-17         Chris         8636

在激光气化和切割过程中,材料的表面温度以一定的速度上升到沸点,从而避免了传热导致的熔化,使部分材料汽化成蒸汽消失

汽化切割

   激光气化和切割过程中,材料的表面温度上升到沸点的速率极快,它避免了融化传热造成的,所以,一些材料蒸发成蒸汽和消失,和一些物质吹离底部的狭缝作为辅助气流喷出的。这需要非常高的激光功率。材料的厚度不能大大超过激光束的直径,以防止蒸汽在缝隙壁上凝结。

   因此,该工艺仅适用于必须避免排除熔融材料的应用场合。这种工艺实际上只在很小的铁基合金领域中使用。这种工艺不能用于木材和某些陶瓷等材料,因为这些材料没有熔解状态,因此不太可能再次凝结。此外,这些材料经常用于实现更厚的切口。在激光气化切割中,最佳的聚焦取决于材料的厚度和光束的质量。

   激光功率和气化热对最佳聚焦位置只有一定的影响。当板厚一定时,最大切割速度与材料的气化温度成反比。所需的激光功率密度大于108W/cm2,取决于材料、切割深度和光束聚焦。在激光功率足够大的条件下,板厚一定时,最大切削速度受气体射流速度的限制。

 

融化,切

    在激光熔合切割中,工件被部分熔化,熔融材料通过气流喷射出来。由于材料只在液态状态下转移,这个过程被称为激光熔合切割。激光束与高纯度惰性切割气体耦合导致熔化的材料离开狭缝,气体本身不参与切割。

   激光熔合切割比气化切割速度更快。通常情况下,物质气化比熔化需要更多的能量。在激光熔合切割中,激光束只被部分吸收。最大切削速度随激光功率的增大而增大,随板材厚度和材料熔解温度的升高而减小。在激光功率一定的情况下,限制因素是狭缝处的压力和材料的导热系数。铁钛材料的激光熔合切割无需氧化切割。钢铁材料的激光功率密度在104W/cm2 ~ 105w /cm2之间,产生熔融但不产生气化。


氧化熔化切割

    熔化切割通常使用一种惰性气体,如果它被氧气或其他活性气体,这种材料被点燃一束激光的照射下,与氧有一场激烈的化学反应产生另一个热源,这样材料进一步加热,被称为氧化熔化切割。

 

   由于这一影响,对于相同厚度的结构钢,用该方法得到的切削速度高于熔炼切削。另一方面,这种方法可能比熔融切割的切口质量更低。事实上,它产生更宽的裂缝,更明显的粗糙度,增加热影响区域,和较差的边缘质量。激光火焰切割不利于精密模型和尖角的加工(有烧坏尖角的危险)。脉冲激光可以用来限制热冲击,激光的功率决定了切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因素是氧气的供应和材料的导热系数。

控制和切割。

   对于易受热破坏的脆性材料,可采用激光加热实现高速可控切割,称为可控断裂切割。该切割过程的主要内容是:激光束加热脆性材料的一小块区域,导致该区域产生较大的热梯度和严重的机械变形,导致材料产生裂纹。只要加热梯度平衡,激光束就可以引导裂纹向任何想要的方向发展。

 

二氧化碳气体激光器

   自从激光技术被引入切割金属薄板,二氧化碳激光器就主导了市场。二氧化碳激光器需要大量的能量来激发氮分子与二氧化碳分子(激光气体)碰撞,使它们释放出光子,最终形成激光束切割金属。谐振器中的分子活动发出光和热,需要一个冷却系统来冷却激光气体。这意味着在冷却过程中会使用更多的能源,从而进一步降低能源效率。


光纤激光器

   采用光纤激光器的机器占地面积小,激光光源和冷却系统也更小。无激光气体管路,无需调整镜头。同样性能,2kw或3kw的光纤激光光源只需4kw或6kw CO2激光光源的50%,而且速度更快、能耗更低、对环境的影响更小。

 

   光纤激光器使用固态二极管泵浦双包层掺镱光纤中的分子。激发光经过几次光纤芯,然后激光通过光纤传输到聚焦头进行切割。由于所有的分子碰撞都发生在光纤内部,因此不需要激光气体,所以所需的能量大大减少——大约是二氧化碳激光的三分之一。由于产生的热量较少,冷却器的尺寸可以缩小。简而言之,在相同性能下,光纤激光器的整体能耗比CO2激光器低70%。

 

   这个矢量描述了激光的路径,它是平滑的。这种激光切割系统的边缘裁切覆盖膜轮廓整齐圆润,光滑无毛刺,无溢出。使用模具等机加工方法开窗后,窗口附近会有毛刺和溢出冲孔后,这种毛刺和溢出粘接后的焊盘是很难去除的,将直接影响后续涂层的质量。

济南优本机械设备有限公司

邮箱:sales@acctekgroup.com

电话:13964085002

WhatsApp:13964085002

询价

联系我们

济南优本机械设备有限公司

营销中心总部: 山东省济南市天桥区明湖西路777号明湖广场3-1007

营销中心分部 :山东省济南市高新区汉峪金谷A3-4-905

公司厂房: 山东省济南市长清区平安南路大范村委会900米北厂房

Почта : sales@acctekgroup.com

Телефон: +086-0531-86160023

Copyright © 2021 济南优本机械设备有限公司