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激光切割機切割厚板的難點分析

金屬光纖激光切割機具有許多的優點，其應用領域已經擴展到汽車制造、船舶制造和航空制造業等行業的金屬材料切割。?? 但在許多客戶在厚板切割的時候仍然存在很多問題，首先，切割準穩態燃燒過程維持容易波動，導致切割困難。 隨著大功率光纖激光器制造技術的快速發展及數控技術水平,近幾年光纖激光加工設備在金屬板材切割的市場應用正在迅速擴展。根據市場反饋信息,以及板材的厚度、切割質量和切割設備的售價細分了鈑金加工制作的市場應用群體,特別是該領域的中小企業用戶迫切需要切割金屬板材厚度范圍，切割質量好的大功率光纖激光切割機成套加工設備。 光纖激光切割機切割厚板的難點 1.切縫過于窄小，造成熱損失增大。切割速度的使得切割區域的熱損失增加。熱損失的主要形式是熱傳導，厚度越大，熱傳導損失越大，切割速度也越低。切口底部材料去除變得不一致，雖然激光穿透了厚板，大量的熔渣粘結在底部。掛渣的形成是因切口底部的平均切割溫度低造成的，溫度低又是因為能量損失大的緣故，這種情況下的切口質量通常不高。 2.光纖激光光斑直徑較小，焦距深度有限。光纖激光切割金屬中厚板材時，盡管能夠維持切深內有較高的激光功率密度，但由于光束直徑較小，切縫較細，故不利于切割排渣。這對光纖激光的模式和光斑束散準直整形及范圍提出了更高的要求，也為光纖激光切割金屬中厚板材的工藝質量帶來了較大的難度。 3.輔助氣體質量和氣壓的作用和影響。以氧氣為例;光纖激光切割碳鋼中厚板材時氧氣起了非誠重要的作用。激光入射到工件表面形成小孔，當激光束沿著切割方向移動時，小孔及切縫周圍有氧化融化物。氧氣的純度和壓力對激光切割有很大的影響，含雜質多的，氣壓不合適的氧氣便不能提供足夠的能量到切口底部形成高流動性的融化物，因而了切割質量和切割速度。通過測量不同切縫位置的輔助氣體的質量和壓力，發現切縫越窄，輔助氣體的作用越差，切割質量越難維持，因此保證合適的切縫寬度、輔助氣體質量及氣壓控制，對切割質量的是很重的。 4.幾何形狀的差異使得拐點切割質量下降。激光切割厚板時，熔化前沿的傾角變得突出了，這將導致材料對激光吸收系數的，進而通過增加切割功率、切割速度保證切割質量。 光纖激光切割機以其高光點轉化率、高切割精度、柔性加工能力、良好的切割質量和適應性能，將會在切割領域得到更加廣泛的應用。另外，通過不斷研究高性能的光纖激光器，開發先進的光學切割方法及配套裝置，尋找各種切割狀態下特別佳的切割參數，來提高切割性，將會給光纖激光切割帶來更加廣泛的應用，真正實現節能、精密的切割。 激光切割機對于10mm厚以下鋼板的切割已不成問題。但如果要切割更厚的鋼板，往往要求助于輸出功率超過5kW的高功率激光器，而且切割質量也下降。由于高功率激光器設備成本昂貴，其輸出的激光模式也不利于激光切割，所以傳統激光切割方法在切割厚板時，不具備優勢。金屬切割厚板的存在以下技術難點： 1、準穩態燃燒過程維持比較困難。金屬激光切割機實際切割過程中，能切透的板厚是有限的，這與切割前沿鐵不能穩定燃燒密切相關。燃燒過程要能持續進行，切縫頂部的溫度必須達到燃點。單獨靠鐵氧燃燒反應釋放的能量，實際上不能確保燃燒過程持續進行。一方面，是由于切縫被噴嘴噴出的氧流連續冷卻，了切割前沿的溫度：另一方面，燃燒形成的氧化亞鐵層覆蓋在工件表面，阻礙氧的擴散，當氧的濃度到一定程度時，燃燒過程將會熄滅。采用傳統會聚性光束進行激光切割時，激光束作用于表面的區域很小，由于激光功率密度很高，所以不僅僅在激光輻射的區域，工件表面溫度達到了燃點，而且由于熱傳導，一個更寬的區域達到了燃點溫度。而氧流作用于工件表面的直徑要比激光束直徑要大。這表明不僅在激光輻射區域，要發生強烈地燃燒反應，而且在激光束照射的光斑外圍也要同時發生燃燒。厚板切割時，切割速度相當慢，工件表面鐵氧燃燒的速度要比切割頭行進的速度快。燃燒持續一段時間后，由于氧的濃度下降，而導致燃燒過程熄滅。只有當切割頭行進到該位置時，燃燒反應又重新開始。切割前沿的燃燒過程是周期性地進行，這樣會導致切割前沿的溫度波動，切口質量變差。 2、板厚方向氧純度和壓力難以維持恒定。金屬激光切割機厚板切割時，氧純度下降也是影響切口質量的重要因素。氧流的純度對切割過程有強烈影響。當氧流純度下降0.9%，鐵氧燃燒率將下降10%;純度下降5%時，燃燒率將下降37%。燃燒率下降將大大減少了燃燒過程輸入到切縫中的能量，了切割速度，同時切割面液態層中鐵的含量增加，從而增大到熔渣的粘性，導致熔渣排出困難，這樣在切口下部會出現嚴重的掛渣，使切口質量變得難以接受。為了保持切割穩定進行，要求在板厚方向切割氧流的純度及壓力要基本保持恒定。傳統激光切割工藝中，常常使用普通錐形噴嘴，這種噴嘴在薄板切割中能滿足使用要求。但在切割厚板時，隨著供氣壓力增大，噴嘴的流場中容易形成激波，激波對切割過程有許多危害，氧流的純度，影響切口質量。 解決這個問題一般有三種辦法： (1)在切割氧流周圍添加預熱火焰 (2)在切割氧流周圍添加輔助氧流 (3)合理設計噴嘴內壁，改善氣流流場特征。 濟南領秀激光設備有限公司是一家集生產,研發,銷售為一體的民營科技企業。公司主營產品:光纖打標機，光纖切割機，激光清洗機，激光焊接機，振動刀切割機，產品廣泛應用于電子、服裝、皮革、工藝品、鈑金、包裝印刷、廣告、裝飾家紡等多個領域。 公司始終秉承“用質量打動客戶，用質量說服顧客，用質量回報顧客，用質量留住顧客”的企業宗旨，強悍的設備質量以及先進的服務理念得到了客戶的認可。領秀激光將一如既往的為用戶提供高品質、高性能的產品和快捷、完善的服務，歡迎各界領導朋友實地考察，參觀指導工作。