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揭秘管材激光切割的關鍵技術

發布時間:2018/8/18     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

隨著科學技術和工業領域的發展,在航空器製造、工程機械、交通運輸、石油化工、農牧機械等工業部門中,已經廣泛采用管材製造零件。在實際生產中,管材有生產成本低、加工成形性好、結構件重量輕以及節省材料等優點,所以管材切割在工業領域中有著很重要的地位。由於管材的形狀、尺寸及應用場合的不同,而且管材切割受加工質量等因素的製約,因此選用合理的加工設備、加工方法以及工藝措施是十分重要的。

管材切割存在著諸多不便,而國內傳統的切割方法雖然也能達到應用效果,但是加工效率低下、加工效果較差,因此將管材切割與激光技術相結合,會使管材切割領域有著更加廣闊的發展前景。今天小編就來談一下管材激光切割機的主要關鍵技術有哪些:
 
導光聚焦係統

激光切割設備中,導光係統的作用是把激光發生器輸出的光束引導到聚焦光路的切割頭上。對於激光切割管材,要得到高質量的切縫就需要聚焦光束的聚焦光斑直徑小、功率高,這就使得激光發生器進行低階模輸出。

在進行管材激光切割時,為了獲得較為細小的光束聚焦直徑,激光的橫模階次要小,最好是基模。激光切割設備的切割頭帶有聚焦透鏡的,激光光束通過透鏡聚焦後,就能獲得較小的聚焦光斑,這樣就可進行高質量的管材切割。

切割頭的軌跡控製

在管材切割中,被加工的管材屬於空間曲麵,形狀比較複雜,如果用常規方法編程加工會有一定的困難,這就要求操作人員根據加工工藝要求,選擇正確的加工路徑以及合適的參考點,利用數控係統記錄下各軸的進給情況以及參考點的坐標值,再通過激光切割係統的空間直線和圓弧插補功能,記錄加工過程的坐標值,並生成加工程序。所以研究激光光束與切割管材的自動垂直功能也是管材激光切割的重要技術內容之一。

激光切割焦點位置的自動控製

為了保證激光切割管材的切割質量,可以通過自動測量和控製裝置使焦點相對工件表麵的垂直方向不變,這是激光切割管材的關鍵。目前,AG亚游集团通過對激光焦點位置的控製與激光加工係統直線軸(X-Y-Z )的一體化,使激光切割頭的運動更加輕巧靈活,而且對焦點的位置都能了如指掌,避免了切割頭在加工過程中與切割管材或者其他物件發生碰撞。

主要工藝參數的影響

激光切割管材在當今工業社會的應用越來越廣泛,所要切割的管材也越來越多樣化,且管類零件自身也有其複雜性,因此根據切割管材的材質、形狀和加工要求,選擇合適的激光切割工藝參數,獲得最佳的切割效率和切割質量,成為所有激光切割係統用戶最關心的問題。

⑴光功率的影響。

對於連續波輸出的激光發生器來說,激光功率的大小會對激光切割產生重要的影響。理論上來說,激光切割管材設備的激光功率越大可獲得的切割速度越大,但是結合管材自身的特點,最大的切割功率並非最佳的選擇。當提高切割功率時,激光自身的模式也發生變化,這就會影響激光光束的聚焦。在實際加工中,AG亚游集团常常會選擇在小於最大功率的情況下,讓焦點獲得最高的功率密度,從而保證整個激光切割的效率與切割質量。

⑵切割速度的影響。

激光切割管材時必須保證切割速度在一定的範圍內才能獲得較好的切割質量。如果切割速度偏慢,過多的熱量就會堆積在管材表麵,熱影響區變大,割縫變寬,排出的熱融材料燒灼切口表麵,使得切口表麵變得粗糙。當切割速度加快時,管材圓周平均切縫寬度變小,而且被切割管徑越小這種影響越明顯。隨著切割速度的加快,激光作用的時間縮短,管材吸收的總能量變少,管材前端溫度下降,割縫寬度減小,如果切割速度過快,會出現管材割不穿或者割不斷的情況,從而影響整個切割質量。

⑶管徑大小的影響。

激光切割管材時,管材自身的特性對加工過程也會產生很大的影響。例如圓管管徑的大小對加工質量有著明顯的影響,通過對激光切割薄壁無縫鋼管的研究發現,激光切割管材設備在各項工藝參數保持不變的情況下,管徑不斷增加切縫寬度也會不斷增加。

⑷輔助氣體的種類與壓力。

切割非金屬和部分金屬管材時,可以使用壓縮空氣或者惰性氣體(如氮氣)作為輔助氣體,而對於大多數金屬管材則可以使用活性氣體(如氧氣)。在確定輔助氣體的種類之後,確定輔助氣體的壓力大小也顯得極為重要。當以較高的速度切割管壁厚度較小的管材時,則應提高輔助氣體的壓力,以防止切口出現掛渣;當切割管壁厚度較大或者切割速度較慢時,應適當降低輔助氣體的壓力,以防止出現管材割不穿或者割不斷。

在激光切割管材時,光束焦點所處的位置也十分重要。切割時焦點位置一般在切割管件的表麵位置,當焦點處於較好位置時,割縫最小,切割效率最高,同時獲得的切割效果也最好。大多數情況下,光束焦點調整到噴嘴下方,噴嘴與管材表麵的間距大約為1.5mm。與此同時,激光脈衝波形、光輸出模式等因素也都對切割效果產生一定的影響。

結束語

激光切割管材離不開硬件─激光切割係統(包括激光發生器)和軟件─激光切割工藝這兩方麵技術的支撐。從硬件來看,未來的激光割管機會朝著高速度、高精度、高自動化、柔性化、功能多樣化的方向發展;從軟件來看,未來的激光切割會與數控技術不斷結合,以開發出新的軟件,因此對激光切割工藝數據的收集與整理,建立和完善專家係統,對整個激光切割行業的發展都具有重要意義與研究價值。

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