激光切割的原理是怎样的?( 三 )
(4)氩气(Ar)氩气为惰性气体 , 在激光切割中能起到防止氧化和氮化的作用 , 在溶接中也可以使用 。但是氩气价格比氮气更高 , 一般普通激光切割采用氩气极不划算 。氩气切割主要用于钛及钛合金等 。氩气切割的切口端面发白 。
影响激光切割质量的因素
评价激光切割质量的要素
有许多评判激光切割边缘质量的标准 。像毛刺形式、凹陷、纹路等标准可以用肉眼判定;垂直度、粗糙度和切口宽度等则需要采用专用仪器来测量 。材料沉积 , 腐蚀 , 热影响区域和变形也是衡量激光切割质量的重要要素 。最常见的切割质量不良就是过烧、挂渣 。
激光切割机的功率、激光脉冲频率、切割速度、光束焦点、光束偏振方向、喷嘴尺寸、辅助气体压力和流量都会影响评价激光切割质量的要素 。
(1)过烧:是由于激光功率过大 , 切小孔或者切割速度太慢 , 工件熔化的热量不能及时被高压气流带走而产生的 。可以通过调低激光功率 , 加大气体流量等方法解决切割过烧 。
(2)挂渣:也就是毛刺 。激光功率不足 , 或者辅助气体压力不足 , 或者切割速度太快 , 使得辅助气体不能将切割过程产生的熔化或气化的材料彻底吹除 , 造成切割面的下沿附着熔渣的现象 。
光束焦点对切割质量的影响
激光光束焦点位置对切割质量具有重要的影响 。切割不同的材质 , 切割的厚度不同 , 需要调整不同的焦点位置 。有时候 , 切割出现毛刺并不是因为辅助气体压力不足 , 而是焦点太高 。光束焦点位置对切割质量的影响可见图 。
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切割速度对切割质量的影响
1.切割速度太快
(1)可能造成无法切割 , 火花四溅;
(2)有些区域可以切断 , 有些区域不能切断;
(3)整个切割断面较粗糙;
(4)形成斜切纹 , 在板材下部产生熔渣见图 。
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2.切割速度太慢
(1)造成切割板材过熔 , 切割断面较粗糙;
(2)切缝变宽 , 在小圆角或尖角部位造成整个区域熔化 , 产生过烧;
(3)切割效率降低 。
喷嘴对激光切割质量的影响
当喷嘴的中心与激光光束的中心不同轴时 , 从喷嘴喷出的高速气流就会对切割的熔融物进行偏吹 , 使得切割断面较容易出现一边有熔渣 , 而另一边没有的现象 。这一现象在切割3mm厚度以上的板材时表现明显 , 严重时会造成不能切割 。喷嘴的尺寸要合适 。切割厚的板材需要的激光功率大 , 激光聚焦投射到板材上的光斑直径也较大 , 这就要求通过光束的喷嘴直径也较大 。但是如果喷嘴直径太大 , 一方面从喷嘴喷射出的气流速度会较慢 , 吹除熔融物的能力变弱 , 切割断面可能会形成毛刺;另一方面 , 由于喷嘴尺寸大而气流速度慢 , 则激光切割产生的熔渣和烟雾比较容易飞溅到喷嘴里面 , 损坏保护镜片 , 对于高功率激光机还可能反射激光光束烧毁激光头 。
压缩空气品质对激光切割质量的影响
压缩空气的品质对激光切割质量有非常直接的影响 。压缩空气中含有水雾和油 , 如果没有处理干净 , 高压喷射到激光切割头的保护镜面上 , 就会严重影响激光束的传输 , 使焦点分散 , 造成产品切不透 , 产生废品 。如果是超大功率激光切割机 , 只要保护镜面或喷嘴表面粘上一点点极细微的油膜或水雾 , 也有可能造成高能激光发射烧坏激光头 。由于超大功率激光切割机(12000W以上)的激光头价格都在2万以上 , 而大多数空气压缩机的提供者都不能对压缩空气中的油和水分进行很好的处理 , 多数的超大功率激光切割机的用户都不愿意冒险采用压缩空气作为辅助气体 。图9和图10分别展示的是未被污染的镜片和被污染了的镜片 。
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