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技術動態

新聞資訊

激光切割金屬厚板全攻略 ?

發布時間:2017-12-11 | 關注: |

隨著工業生產需求的變化,激光切割作為一種先進的加工手段,已經被越來越為鈑金生產者所接受。激光切割機被認為是促進傳統產業升級的重要手段,但是仍然面臨著應用不足與核心技術落后的巨大瓶頸。

尤其是在金屬厚板切割過程中,切割速度將明顯下降,切口的可重復性不佳,無法同傳統技術競爭。如果激光切割機能夠克服厚板切割過程中的難點,無疑將有更大的市場前景。


碳鋼厚板穿孔問題

在厚板加工中穿孔時間占很大比重,各激光廠商紛紛開發了快速穿孔的技術,較為有代表性的是高能穿孔(炸孔),這種方法的優點是速度快。

但缺陷是穿孔時注入的巨大能量使板材溫度升高進而影響接下來的整體切割過程,且影響對小形狀的加工。而用小功率脈沖進行穿孔的話,時間就很長(12秒),會導致切割的效率下降和單位成本的提高。


切割面品質問題

圖1.和圖2.示出了加工中厚板時經常會遇見的切割斷面,這樣的切割不僅成品質量受到質疑,還會伴隨著過燒和嚴重的粘渣出現,以致體現不出高價的激光加工機區別于其他切割手段的價值。

圖1.碳鋼切割面圖2.不銹鋼切割面

整板加工穩定性問題

在對國產鋼材的整板加工中,經常會出現局部區域加工不良的現象。這種現象有時很隨機,即使在加工機狀態良好的情況下也會出現,為了處理局部故障品而大大地影響了整個工作進度。

  

【針對上述問題的解決方案】

高峰穿孔

顧名思義就是利用占空比小的高峰值脈沖激光,輔以噴射在材料表面上的不燃油以清除開孔邊緣附著物,控制脈沖的合理頻率邊冷卻邊穿孔。

其特點是相對炸孔雖然時間稍長(3秒),但穿出的孔徑?。sφ4mm)且開孔邊緣無附著物以及入熱較低,便于接下來的正常切割加工,相比普通穿孔則效率提高了4倍。

  

亮面切割

對于碳鋼而言,改善切割斷面的重要因素是控制對板材的入熱并能保證激光照射部分的充分燃燒。而對于不銹鋼來說改善切割斷面的重要因素則是光束的改良(改善焦深)與輔助氣體的有效利用。亮面切割技術就是改善了發振器和噴嘴所得到的結果,華工激光SuperCut光纖激光切割機,具有亮面切割技術,切割成品具有更光滑的截面,更高的精度,近乎完美的垂直度。


 

保證加工穩定性的方案

當前為了提高加工機的運行速度,激光切割機多采用俗稱飛行光路的結構,即材料托盤不動而加工頭在整個可加工區域內運動的形式。

而為了補償加工頭與光源相對位置的變化,各廠商也盡可能保證光斑在加工范圍內的一致性,使用曲率可變折射鏡是普遍選擇的方式。

這種方法雖然結構簡單卻會改變焦深,使在對焦深極為敏感的中厚板切割時會顯得力不從心(既要保持光斑不變又要保持焦深不變)。采用等長光路方式(在可加工范圍內光源與加工頭之間光傳播路徑等長)可避免焦深變化,從而使光斑和焦深都保持一致。另外對入熱的重視使板材積累的熱量得到控制,較好地解決了穩定性問題?! ?/p>


隨著激光技術的革新,應用于工業生產的激光器功率也將不斷增長,未來激光切割機將一步步突破現有的切割厚度限制,為工業生產帶來更多驚喜。

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