激光切割的工作原理,激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。激光切割機(jī)以其高效精確的切割能力,成為現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的利器。它的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)的介紹,以及各種材料的切割效果,都展示了激光切割機(jī)在不同行業(yè)中的普遍應(yīng)用前景。讓我們期待激光切割技術(shù)在未來的發(fā)展和創(chuàng)新!激光切割機(jī)在服裝行業(yè)的應(yīng)用也越來越普遍,為設(shè)計(jì)師提供了更多的創(chuàng)作空間。江蘇數(shù)控激光切割機(jī)供應(yīng)商
激光切割機(jī)的工作原理主要是利用激光束的熱能來實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割。激光切割機(jī)通過高功率密度的激光束照射到工件表面,使材料迅速加熱至汽化溫度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束對(duì)材料的移動(dòng),孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫,完成對(duì)材料的切割。激光切割機(jī)的功率和類型會(huì)影響其切割能力。例如,3000W的激光切割機(jī)能夠切割的厚度取決于材料類型和激光切割機(jī)的具體參數(shù)。一般來說,高功率的激光切割機(jī)能夠切割更厚的材料。激光切割機(jī)主要使用電能,通過特殊材料激發(fā)產(chǎn)生激光。蘇州大功率激光切割機(jī)定制激光切割機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料的熔化、氣化切割,減少材料浪費(fèi)。
熔化切割一般使用惰性氣體,如果代之以氧氣或其它活性氣體,材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃,與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源,使材料進(jìn)一步加熱,稱為氧化熔化切割。由于此效應(yīng),對(duì)于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼,采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面,該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實(shí)際上它會(huì)生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時(shí)是不好的(有燒掉尖角的危險(xiǎn))??梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響,激光的功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。
為了滿足應(yīng)用的需要,主要發(fā)展了以下幾項(xiàng)激光技術(shù):①激光測(cè)距技術(shù)。它是較先得到實(shí)際應(yīng)用的激光技術(shù)。20世紀(jì)60年代末,激光測(cè)距儀開始裝備隊(duì)伍,現(xiàn)已研制生產(chǎn)出多種類型,大都采用釔鋁石榴石激光器,測(cè)距精度為±5米左右。由于它能迅速準(zhǔn)確地測(cè)出目標(biāo)距離,普遍用于偵察測(cè)量和武器火控系統(tǒng)。②激光制導(dǎo)技術(shù)。激光制導(dǎo)武器精度高、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、不易受電磁干擾,在精確制導(dǎo)武器中占有重要地位。70年代初,美國(guó)研制的激光制導(dǎo)航空彈在越南戰(zhàn)場(chǎng)初次使用。80年代以來,激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炮彈的生產(chǎn)和裝備數(shù)量也日漸增多。激光切割機(jī)可以與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),提高了加工效率。
為進(jìn)一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設(shè)計(jì)制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾(Laval)噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國(guó)漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5",采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗(yàn),見圖4。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示:分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa(或4bar)時(shí)切割速度只能達(dá)到2.75m/min(碳鋼板厚為2mm)。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時(shí)切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。激光切割機(jī)具有非接觸性切割的優(yōu)勢(shì),能夠減少材料污染。無錫不銹鋼激光切割機(jī)供應(yīng)
利用激光切割機(jī)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖形的切割,精度高。江蘇數(shù)控激光切割機(jī)供應(yīng)商
隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng),較終使材料形成切縫,從而達(dá)到切割的目的。激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀,具有精度高,切割快速,不局限于切割圖案限制,自動(dòng)排版節(jié)省材料,切口平滑,加工成本低等特點(diǎn),將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。激光刀頭的機(jī)械部分與工件無接觸,在工作中不會(huì)對(duì)工件表面造成劃傷;激光切割速度快,切口光滑平整,一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小,板材變形小,切縫窄(0.1mm~0.3mm);切口沒有機(jī)械應(yīng)力,無剪切毛刺;加工精度高,重復(fù)性好,不損傷材料表面;數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對(duì)幅面很大的整板切割,無需開模具,經(jīng)濟(jì)省時(shí)。江蘇數(shù)控激光切割機(jī)供應(yīng)商