激光切割工艺参数的确定

来源:威尔鼎王    关键词:激光切割工艺, 激光切割设备,    发布时间:2019-06-17

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激光切割设备与焊接设备基本相似,区别在于焊接需要使用激光焊枪,而且各需要使用激光割炬(也称割枪)。激光切割大多采用CO2激光切割设备,其主要由激光器、导光系统、数控运动系统、割炬、抽烟系统等组成。激光切割的功参数主要有:


光束横模

基模,也称高斯模,是切割最理想的模式,主要出现在功率小于1kW的小功率激光器。低阶模,它与基模比较接近,主要出现在1~2kW的中等功率激光器。多模,是高阶模的混合,出现在功率大于3kW的大功率激光器。

在相同功率下多模的聚焦性差,切割能力低,单模激光的切割能力由于多模。比如,300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力。常用材料的单模激光切割工艺参数见图1;多模激光切割工艺参数简图2。




激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取决于切割类型以及被窃材料的性质。气化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧气切割最小。激光功率对切割厚度、切割速度、切口宽度等有很大影响。一般激光功率增大所能切割材料的厚度也增加,切割速度加快,切口宽度也有所加大。

焦点位置

焦点位置,也就是离焦量,它对切口宽度影响较大。一般选择焦点位于材料表面下方约1/3扳厚处切割深度最大,且口宽度最小。

焦点深度

切割较厚钢板时,应采用焦点深度较大的光束,以获得垂直度良好的切割面。焦点深度大,光斑直径也增大,功率密度随之减小,是切割速度降低。要保持一定的切割速度需要增大激光功率。切割薄板宜采用较小的焦点深度,这样光斑直径小,功率密度大,切割速度快。

辅助气体

切割低碳钢多采用噢作辅助气体,以利用铁-氧燃烧反应热促进切割过程,而且切割速度快,切口质量好,可以获得无挂渣的切口。其压力增大,动能增加,排渣能力增强;但压力过大切割面反而会粗糙。另外氧气的纯度对切割速度有一定的影响。比如,氧气纯度降低2%,则切割速度就会降低50%。

喷嘴结构

喷嘴的结构形状也影响激光切割质量和效率,不同切割机采用不同形状的喷嘴。常用的喷嘴形状有:圆柱形、锥形、所方形等形状。激光切割一般采用同轴(气流与光轴同心)喷嘴,如气流与光轴不同轴,那么在切割时易产生大量的飞溅。为保证切割过程的稳定性,通常要减小喷嘴端面与工件表面的距离,一般为0。5~2。0mm,以便切割顺利进行。常用金属材料激光切割的工艺参数见图3。