影响激光切割机切割质量的四个因素分析
时间:2025-05-14
浏览:0
与传统的氧乙炔、等离子等切割工艺相比,激光切割具有切割速度快、狭缝窄、热影响区小、狭缝边缘垂直度好、切割边缘光滑等优点,可以激光切割多种材料。激光切割技术已广泛应用于汽车、机械、电力、五金电器等领域。


激光切割机的几个关键技术是光、机、电一体化的综合技术。在激光切割机中,激光束的参数、机器和数控系统的性能和精度直接影响激光切割的效率和质量。切割精度是判断数控激光切割机质量的第一要素。那么,影响激光切割机切割质量的因素有哪些呢?
影响激光切割机切割质量的因素包括切割速度、焦点位置、辅助气体、激光输出功率和工件特性等,下面将详细分析。
1.影响激光切割机切割质量的因素之一:激光输出功率;
激光切割机通过连续波输出的激光束产生能量。激光功率的大小和模式的选择会影响切割质量。在实际操作中,通常会将其调整到更高的功率,以满足切割较厚材料的要求。此时,光束模式(光束能量在横截面上的分布)更为重要。在焦点处获得更高的功率密度,在小于高功率的条件下获得更好的切割质量。在激光器的整个有效工作寿命内,图案并不一致。光学条件、激光工作气体混合物的细微变化和流量波动都会影响模式机制。
2.影响激光切割机切割质量的第二个因素:焦点位置调整;
焦点与工件表面的相对位置对于确保切割质量尤为重要。在大多数情况下,焦点位置仅在工件表面,或在切割时略低于表面。在整个切削过程中,保证焦点与工件的相对位置恒定是获得稳定切削质量的重要条件。当焦点在更好的位置时,切缝更小,效率更高,更好的切割速度可以获得更好的切割效果。在大多数应用中,光束焦点被调整到喷嘴正下方。喷嘴与工件表面的距离一般为1.5mm左右。
激光束聚焦后,光斑尺寸与透镜的焦距成正比。在光束被短焦距透镜聚焦后,焦点处的功率密度很高,这对材料切割非常有利;缺点是焦深很短,调整余量小。适用于薄材料的高速切割。长焦镜头具有更宽的焦深和足够的功率密度,更适合切割厚工件。
3.影响激光切割机切割质量的第三个因素:切割速度;
材料的切割速度与激光功率密度成正比,也就是说,增加功率密度会提高切割速度。切割速度与被切割材料的密度(比重)和厚度成反比。在其他参数不变的情况下,提高切削速度的因素有:增加功率(在一定范围内,如500-2000W);改进光束模式(例如从高阶模式到低阶模式,直到TEM00);减小焦点的大小(例如使用短焦距透镜进行聚焦);切割初始蒸发能量低的材料(如塑料、有机玻璃等);切割低密度材料(如白松等);切割薄材料。
4.影响激光切割机切割质量的第四个因素:辅助气体压力;
激光切割机切割材料需要使用辅助气体,气体压力是一个极其重要的因素。辅助气体与激光束同轴喷射,保护透镜免受污染,并吹走切割区域底部的熔渣。
对于非金属材料和一些金属材料,使用压缩空气或惰性气体处理熔融和蒸发的材料,同时抑制切割区域的过度燃烧。
对于大多数金属激光切割,使用活性气体(只要是O2)与热金属形成氧化放热反应。这部分额外的热量可以使切割速度提高1/3至1/2。高速切割薄材料时,需要更高的气体压力来防止熔渣粘附在切口背面(热粘附在工件上的熔渣也会损坏切口边缘)。当材料厚度增加或切割速度较慢时,应适当降低气体压力。为了防止塑料切割刃结霜,最好用较低的气压切割。