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金屬激光數控切割機加工方式介紹

2020-01-01 15:25:42 52

在金屬切割領域,激光數控切割機無疑是最為精密的加工方式之一,在大多數企業及操作人員眼里,激光切割的類型可能并無太大區別,但作為專業激光加工來看,針對不同金屬材料特性,激光數控切割機的加工方式也會有所不同。以下武漢嘉倍徳科技將就目前市面上幾類主要的金屬激光數控切割機加工方式分類予以說明。
一、激光數控切割機火焰切割方式
激光數控切割機的激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于使用氧氣作為切割氣體。借助于氧氣和加熱后的金屬之間的相互作用,產生化學反應使材料進一步加熱。由于此效應,對于相同厚度的結構鋼,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量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區和更差的邊緣質量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的(有燒掉尖角的危險)。可以使用脈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,限制因數就是氧氣的供應和材料的熱傳導率。
二、激光數控切割機氣化切割方式
在激光數控切割機的激光的氣化切割過程中,材料在割縫處發生氣化,此情況下需要非常高的激光功率。
為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上,材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而只適合于應用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領域。該加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些沒有熔化狀態因而不太可能讓材料蒸氣再凝結的材料。另外,這些材料通常要達到更厚的切口。在激光的氣化切割中,最優光束聚焦取決于材料厚度和光束質量。激光功率和氣化熱對最優焦點位置只有一定的影響。在板材厚度一定的情況下,最大切割速度反比于材料的氣化溫度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取決于材料、切割深度和光束焦點位置。在板材厚度一定的情況下,假設有足夠的激光功率,最大切割速度受到氣體射流速度的限制。
三、激光數控切割機熔化切割方式
在激光數控切割機的激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉移只發生在其液態情況下,所以該過程被稱作激光熔化切割。
激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫,而氣體本身不參于切割。激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。最大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限制因數就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導率。激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。產生熔化但不到氣化的激光功率密度,對于鋼材料來說,在104W/cm2~105W/cm2之間。