| zhang8210 |
2009-01-14 23:17 |
激光切割技術(shù)及其精度介紹
大多數(shù)有機與無機都可以用激光切割。在工業(yè)制造占有分量很重的金屬加工業(yè)，許多金屬材料，不管它具有什么樣的硬度，都可進形無變形切割(目前使用最先進的激光切割系統(tǒng)可切割工業(yè)用鋼的厚度已可接近20mm)。當然，對高反射率材料，如金、銀、銅和鋁合金，它們也是好的傳熱導體，因此激光切割很困難，甚至不能切割(某些難切割材料可使用脈沖波激光束進行切割，由于極高的脈沖波峰值功率，會使材料對光束的吸收系數(shù)瞬間急劇提高)。 X1'Ze,34
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激光束聚焦成很小的光點其最小直徑可小于0.1mm，使焦點處達到很高的功率密度可超過106W/cm2。這時光束輸入(由光能轉(zhuǎn)換)的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分，材料很快加熱至汽化濕度，蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續(xù)形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫。切邊熱影響很小，基本沒有工件變形。切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體。鋼切割時得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產(chǎn)生放熱化學反應氧化材料，同時幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣，棉、紙等易燃材料切割使用惰性氣體。進入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡，防止煙塵進入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導致鏡片過熱。 &GZR-/
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激光切割無毛刺，皺折、精度高，優(yōu)于等離子切割。對許多機電制造行業(yè)來說，由于微機程序的現(xiàn)代化激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件(工件圖紙也可修改)，它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用;盡管它加工速度慢于模沖，但它沒有模具消耗，無需修理模具，還節(jié)約更換模具時間，從而節(jié)省加工費用，降低產(chǎn)品成本，所以從總體上講在經(jīng)濟上更為合算。 L"-&B$B:
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另一方面，從如何使模具適應工件設(shè)計尺寸和形狀變化角度看，激光切割也可發(fā)揮其精確、重現(xiàn)性好的優(yōu)勢。作為層疊模具的優(yōu)先制造手段，由于不需要高級模具制作工，激光切割運轉(zhuǎn)費用也并不昂貴，因此還能顯著地降低模具制造費用。激光切割模具還帶來的附加好處是模具切邊會產(chǎn)生一個淺硬化層(熱影響區(qū))，提高模具運行中的耐磨性。激光切割的無接觸特點給圓鋸片切割成形帶來無應力優(yōu)勢，由此提高了使用壽命。 ``z ="oD
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常用工程材料的激光切割 @"EX%v .
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1.金屬材料的激光切割 bG&qgbN>
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雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率，但發(fā)射處于遠紅外波段1.064um光束的燈泵浦ND:YAG激光器及10.6μmCO2激光器還是成功的應用于許多金屬的激光切割實踐 W2B=%`sC
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2.非金屬材料的激光切割10.6μm波長的CO2激光束很容易被非金屬材料吸收，導熱性不好和低的蒸發(fā)溫度又使吸收的光束幾乎整個輸入材料內(nèi)部，并在光斑照射處瞬間汽化，形成起始孔洞，進入切割過程的良性循環(huán)。 }wb;ulN)
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激光切割的精度 (1HN, iJy
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激光切割的精度由多方面因素組成： {p\KB!Y-
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1、激光束通過聚焦后的光斑的大小 '[E_7$d
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激光束聚集后的光斑越小，切割精度越高，特別是切縫較小，最小的光斑可達0.01mm。 .0Z vCv:>
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2、工作臺的走位精度決定著切割的重復精度 ] mh+4k?b
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工作臺精度越高，切割的精度越高。 zV a+5\Q
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3、工件厚度越大，精度越低，切縫越大。 `7A@\Ha3
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由于激光光束為錐形，切縫也是錐形，厚度0.3MM的不銹鋼比2MM的切縫小的多。 el%Qxak`"
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4、工件材質(zhì)對激光切割精度有一定影響。 q
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