激光切割的選擇
CO2激光器功率為5,6或7 KW。不同級(jí)別的 自動(dòng)化控制 (從雙向移動(dòng)工作臺(tái)到自動(dòng)升降系統(tǒng),或者將原料加工與各種貯藏系統(tǒng)相結(jié)合) 縮短了停工期,降低了零件的單位生產(chǎn)成本。氧氣和氮?dú),作為切割時(shí)的常用輔助氣體,在一 ..
CO2激光器功率為5,6或7 KW。不同級(jí)別的 自動(dòng)化控制 (從雙向移動(dòng)工作臺(tái)到自動(dòng)升降系統(tǒng),或者將原料加工與各種貯藏系統(tǒng)相結(jié)合) 縮短了停工期,降低了零件的單位生產(chǎn)成本。氧氣和氮?dú),作為切割時(shí)的常用輔助氣體,在一些情況下被“空氣”所取代,這是用室內(nèi)壓縮機(jī)或者工業(yè)合成所得到的。這些條件直接影響了最終的加工成本。
今天的制造商們是如何優(yōu)化他們的生產(chǎn)過程的呢?激光切割車間對(duì)具體應(yīng)用和要求的明確將有助于優(yōu)化整個(gè)切割系統(tǒng)的選擇。這里必須要考慮那些不但影響切口質(zhì)量而且影響切割過程的條件。 得到“高質(zhì)量”切口的關(guān)鍵因素包括了:切口的寬度(切割處材料的損耗),切口表面的氧化和粗糙程度,以及所容許的尺寸誤差。進(jìn)行切割操作的關(guān)鍵因素包括了:切割速度,操作的靈活性,容許公差,以及生產(chǎn)和啟動(dòng)過程的簡(jiǎn)便性。 激光功率 事實(shí)上,并不是激光功率越大零件加工速度就越快,還有其他因素會(huì)影響切割速度的提高。激光諧振腔的類型就會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的切割速度和成本效益。激光功率的提高和光束質(zhì)量的改善擴(kuò)大了激光應(yīng)用的范圍。大部分激光系統(tǒng)的功率高于2 KW,而且現(xiàn)在已有功率大于7 kW的系統(tǒng)可供使用。提高功率不一定就帶來切割速度的提高。在熱切割的過程中,功率超過3或者4 KW 時(shí),可能擴(kuò)大材料的熱影響區(qū)域,從而就對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求更高,因此限制了切割速度。 對(duì)于某些材料來說,光束質(zhì)量對(duì)切割速度的影響并不亞于激光功率。CO2激光器根據(jù)諧振腔的不同可以有各種不同的類型:快速軸流激光器,橫流激光器,擴(kuò)散冷卻激光器(或板條激光器)。每種諧振腔類型得到不同的光束質(zhì)量和焦斑直徑,以及不同的激光功率。擴(kuò)散冷卻激光器的光束質(zhì)量可能比較好,但是總功率受到限制?焖佥S流和橫流型激光器可以產(chǎn)生功率在6-7 KW的激光,但是光束質(zhì)量在4 kW以上就可能開始下降。 金屬加工的考慮 更高的激光功率主要有助于增加可加工材料的厚度。對(duì)于氧氣作為輔助氣體的碳素鋼切割來說,隨著功率的提高,進(jìn)料速度并沒有實(shí)質(zhì)性的增加。由于熱反應(yīng)過程的存在,功率/進(jìn)料率存在著一個(gè)上限,對(duì)應(yīng)這個(gè)最大值,可以切割一定厚度的材料。作用在材料上功率的提高并不能自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧霞庸に俣鹊奶岣摺?br />使用高壓氮作為輔助氣體對(duì)厚不銹鋼板進(jìn)行切割可以得到無氧化切口。比如,6.0 kW CO2激光器可以加工厚度達(dá)11/4英寸的不銹鋼。在高壓或者惰性氣體切割過程中,輔助氣體的主要功能是保護(hù)切口邊緣不至于形成氧化,并且將熔融的物質(zhì)很快的吹干凈,從而避免它們粘在邊緣而形成毛邊。 因?yàn)樘岣咔懈罟β蕰?huì)導(dǎo)致成本提高,所以如果能夠帶來更多經(jīng)濟(jì)效益的話,那么提高功率也是可行的。目前,大部分需加工的金屬薄板厚度達(dá)6 mm,使用的是功率為3.5 kW的激光進(jìn)行加工,當(dāng)加工速度需要提高時(shí),在保證光束質(zhì)量的情況下可以提高激光功率。 若需要加工更厚的材料, 則可以使用高功率的激光器以更快的速度進(jìn)行切割。考慮到投資成本和與激光器有關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用增加可能帶來的劣勢(shì),必須準(zhǔn)確估計(jì)速度提高所帶來的優(yōu)勢(shì)。在速度提高的情況下,如果沒有增加額外功率的話將很難實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)化過程 需要按時(shí)加工的時(shí)間越多越有利于自動(dòng)化過程。自動(dòng)控制設(shè)備可以被添加到現(xiàn)有的系統(tǒng)中,并隨著生產(chǎn)要求提高而進(jìn)行升級(jí);镜淖詣(dòng)操作包括:自動(dòng)上料,自動(dòng)下料,以及自動(dòng)連接到存儲(chǔ)系統(tǒng)。自動(dòng)裝載系統(tǒng)通常包括了一臺(tái)起重設(shè)備來將材料加載到切割平臺(tái)上。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展為自動(dòng)上下料功能時(shí),起重設(shè)備能不僅傳送新材料也卸下加工好的材料。增加與自動(dòng)上下料過程相銜接的存儲(chǔ)系統(tǒng)就完善了整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)。 因?yàn)槊總(gè)自動(dòng)化級(jí)別都需要額外的資金投入,這樣如果采用輪班工作制度,那么由投資所帶來的回報(bào)就可以更快的被實(shí)現(xiàn)。如果不考慮激光的工作時(shí)間,自動(dòng)操作過程不需要人工操作,提高了生產(chǎn)率,帶來了安全的工作環(huán)境,優(yōu)化了工作環(huán)境和后勤。 |
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