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4章_激光切割加工用材料特性

4章_激光切割加工用材料特性
4章_激光切割加工用材料特性

激光加工用材料

4.激光加工用材料

4.1 钢铁材料

适合激光加工的材料从金属到非金属跨越了很大的范围、其中最多的是钢铁材料。钢铁材料大致分为碳素钢和合金钢两种。

碳素钢的成分包括碳,锰及含有微量的磷,硫等元素。碳素钢根据碳的含有量分为低碳钢,中碳钢,高碳钢、根据硬度又分为软钢和硬钢。

合金钢是为了改善钢的性质、在碳素钢里加入1类或2类镍(Ni)铬(Cr)钼(Mo)、钨(W)、釩(V)之类的元素而组成。

另外为增加耐腐蚀性,耐热性而表面镀有锌(Zn)、锡(Su)、铝(Al)之类金属。

(1) 软钢板

一般叫做软钢板的是按照JIS规格属于「SPC」「SPH」「SS」的范围内。

这些材料中薄板容易切割,并且断面优良、但随板厚增加高质量断面的条件的范围就变得越来越狭窄。特别是厚板,由于生产厂家及制造方法的不同而形成的氧化膜厚度也不同,因而同样的条件而不能

切断的情况时有发生。

(注)按照JIS大致把薄板和厚板做如下分类。

?薄板:3.2mm为止

?中板:4.5~6.0mm为止

?厚板:9.0mm以上

另外、角钢,H型钢、I型钢之类材厚的变化及表面氧化膜的状态不好等原因,和普通钢板相比切断条件范围变窄。平钢也有同样的倾向。

(2) 机械结构用钢(SC,SCM,SCr,SNCM之类)

由于添加的合金元素数量很少,因而加工的难易度及加工条件和软钢基本相同。并且成分规定严格,较之软钢有更安定的加工。

(3) 工具钢(SK,SKS,SKD,SKH)

薄板容易切断、由于厚板是含有较多合金元素的材料,因此加工难度渐渐增高。还有、这种材料含碳较高,开孔时间较之软钢增加2~3倍。

(4) 不锈钢

不锈钢是采用激光加工最多的材料之一。其中最多的种类是叫18-8的不锈钢「SUS304」。不锈钢切割的难题是断面的下部沾有「融化凝固物」(既沾渣)。碳钢的切断条件步适当时,也会产生沾渣,但很

容易除去.可是不锈钢的加工条件尽管做了各种各样的调整,要做到完全不沾渣还是很困难。并且这种

沾渣异常牢固,坚硬,不容易清除。加工前在背面涂上防止沾渣的药剂,则沾渣很容易除去。这种药剂在

各种市面上都有销售。另外辅助气体采用高压氮气、进行无氧切割时,则不产生沾渣。

(5) 表面处理钢板

表面处理钢板最常使用的是镀锌钢板、分为镀锌量少的「电镀锌钢板」和镀锌量多的「融化镀锌钢板」。

用激光切割时的特点是比碳钢容易产生沾渣,切不透等现象。

处理方法是①提高辅助气体的压力,②增加激光的频率.这些方法对于辅助气体是氧气的情况,则会

助长切不透现象的产生.所以要同时兼顾来设定条件。

辅助气体采用空气是防止切不透现象的有效方法,但比氧气切割的沾渣量多。

所以最近采用既不沾渣,又不产生切不透现象,并能高速切割的氮切割的事例越来越多.同时考虑到

降低运营成本,引入从空气中直接分离氮气「氮气发生器」的事例越来越多。

(6) 表面保护材及合成板

激光加工用材料

①塗装钢板

塗装钢板是象彩色钢板那样素材表面喷涂和冲压成型后再喷涂两种(比如操作盘,分电盘之类).

前者比较容易切断,后者则由于喷涂方法和材料的不同,容易产生保护膜脱离,热变形较大等显现.

其他不是喷涂,贴有橡胶的材料也作同样考虑。

②合成钢板及夹芯钢板

分为金属+金属、金属+非金属(樹脂)之类、一般来说两者的融点相差很大时切割质量不好。最近有些夹芯制震钢板,由于中间的树脂教薄,则有很容易高质量切割的事例。

③树脂保护膜钢板

不锈钢表面是镜面或细条纹材料,搬运是为避免碰伤表面贴有树脂保护膜.用激光直接切割有困难,处理方法是采用「2次切割的方法」,首先用低功率把树脂保护膜切开,然后用切断条件切割.但这种条

件也会由于加工形状而产生不如意的结果。

铝材也有贴树脂保护膜的,这时候如果用激光在树脂保护膜一面切割的话则很困难,从反面切割则有减少沾渣产生的效果。

④等离子処理材

桥梁之类的使用材,为了防止碳钢生锈,对原板进行处理后再噴涂的材料.

等离子処理材的切割根据种类的不同,也采用「2次切割的方法」.

4.2 非铁金属材料

(1) 铝及铝合金

铝的融点低、激光的反射率高,不如钢材那样容易加工。特别是JIS1000系列产品的纯铝材加工困难、随着合金比例的上升(随着JIS的系列号的上升)切割渐渐变得容易。

(2) 铜

同铝相比,铜的反射率和融点都很高,激光切割材料中最难切割的材料之一。

对铜进行加工时,必须在表面涂激光吸收剂,并且自动跟踪方式建议采用静电容量式,辅助气体采用氧气。

(3) 黄铜

由于比铜的反射率低,加工较容易.切割难度相当于铝,辅助气体是空气或氮气。

(4) 磷青铜

切割难度和铜相近。弹簧用磷青铜切割时易受热软化、降低弹性。

(5) 钛及钛合金

钛是耐腐蚀,耐高温的昂贵材料.用激光切割时,高温下钛和氧气剧烈反应,和氮气也产生化合物,所以辅助气体采用氩气最合适.但是氩气很贵,运营成本将会增加.

4.3 有机材料

由于有机材料对激光的吸收率很大,容易切断。

(1) 塑料

塑料的切断方法不多,其中也采用激光切割的方法。由于种类的不同,也会产生切断面氧化,绝缘性降低等现象而不适合激光切断。环氧树脂, 酚醛树脂之类则碳化。

还有氯乙烯类切割时会产生有害气体,一定要注意.

(2) 复合材料

复合材料中FRP(Fiber Reinforced Plastics)是最有名的。FRP是树脂和纤维的合成物、较之单一元素有

更高的特性。树脂常采用环氧树脂, 不饱和聚酯树脂樹脂。纤维常采用玻璃、碳精棒(CFRP)、硼纤维

之类的无机材料和芳香族, 尼龙之类有机材料.全部材料用激光切割是都会碳化.并且,CFRP的碳素纤

激光加工用材料

维的融点非常高,只有树脂被切断,纤维却不断,加工困难。

(3) 橡胶材料

天然橡胶、合成橡胶在用激光切割时都会产生黑烟和异味,含有氯化物,砷化物,硫磺之类有害气体同时产生.尽量避免用激光切割。还有碳化现象产生。橡胶中能够顺利切割的只有硅橡胶。

(4) 其他

其他有机材料用激光切割的如下所示。

①材料:家具、汽车内装材、工艺品之类

②布、纤维类:罩布、空气包、地毯之类

③纸:烟过滤网

4.4 无机材料

(1) 陶瓷(类陶瓷)

陶瓷材料种类非常多、适合激光加工的是氧化铝陶瓷。1毫米板厚的材料较多。薄板时比较容易切割、1mm以上时根据形状有切不开的情况。氧化铝加工以在材料表面做板厚20~30%程度的凹雕加工是有名

的。

陶瓷中氮化硅,碳化硅是难切割的材料。

(2) 玻璃

玻璃中,石英玻璃的切割使用激光。最大板厚达15mm。有裂缝的现象、切断后做烧钝处理可防止裂缝的产生。

其它种类的玻璃热膨胀系数较大,易产生裂缝,不适合激光切断。

(3) 其它材料

花砖,石材之类的一部分有用激光切割的事例、根据种类有产生裂缝的情况。

激光切割加工工艺与传统加工工艺的区别

激光切割加工工艺与传统加工工艺的区别 随着钣金加工工艺的飞速发展,加工工艺也是日新月异,给钣金加工带来了许多革命性的理念。作为传统的钣金切割设备,主要有: 1、数控剪床 2、冲床 3、火焰切割 4、等离子切割 5、高压水切割 这些设备在市场上占有相当大的市场份额,一则他们熟为人知,二则价格便宜,虽然他们相对于激光切割等现代工艺来说劣势非常 明显,但他们也各自有自己独特的优势。 数控剪床由于其主要是直线裁剪,虽然能一刀剪长达4米的板材,但它只能用在只需要直线切割的钣金加工上。一般用在板材开平后 裁剪等仅仅需要直线切割的行业中。 冲床在曲线加工上有了更多的灵活性,一台冲床中可以有一套或多套方、圆或其他特殊要求的冲头,可以一次加工出一些特定的钣 金工件,最常见的就是机箱机柜行业,他们要求的加工工艺主要是 直线、方孔、圆孔之类的切割,图案相对简单固定。他们主要面对 的是2mm以下的碳钢板,幅面一般在2.5m×1.25m。厚度在1.5mm 以上的不锈钢由于材质粘度太大比较费模具,一般是不使用冲床的。其优点是对简单图形和薄板加工速度快,缺点是冲厚钢板时能力有限,即使能冲也是工件表面有塌陷,费模具,模具开发周期长,费 用高,柔性化程度不够高。国外超过2mm以上的钢板切割加工一般 都使用更现代的激光切割,而不使用冲床,一则厚钢板冲剪时表面 质量不高,二则冲厚钢板需要更大吨位的冲床,浪费资源,三则冲 厚钢板时噪音太大,不利于环保。

火焰切割作为最初的传统的切割方式由于其投资低,过去对加工质量要求不高,要求太高时再加一道机加工的工序可以解决,市场保有量非常大。现在它主要用来切割超过40mm的厚钢板。它的缺点是切割时热变形太大,割缝太宽,浪费材料,再者加工速度太慢,只适合粗加工。 等离子切割和精细等离子切割跟火焰切割类似,热影响区太大,精度却比火焰切割大许多,速度也有数量级的飞跃,成为了中板加工的主力军。国内顶级的数控精细等离子切割机的实际切割精度的上线已经达到了激光切割的下限,在切割22mm碳钢板时达到了2米多每分钟的速度,且切割端面光滑平整,斜度最好的可控制在1.5度之内,缺点是在切割薄钢板时热变形太大,斜度也较大,在精度要求高时无能为力,消耗品较为昂贵。 高压水切割是利用高速水射流中掺杂金刚砂实行对钣金的切割,它对材质几乎没有限制,切割的厚度也几乎可达100mm以上,对陶瓷、玻璃等用热切割时容易爆裂的材质也可以切割,铜、铝等对激光高反射材料水刀是可以切割的,而激光切割却有较大的障碍。水切割的缺点是加工速度太慢,太脏,不环保,消耗品也较高。 激光切割是钣金加工的一次工艺革命,是钣金加工中的“加工中心”。激光切割柔性化程度高,切割速度快,生产效率高,产品生产周期短,为客户赢得了广泛的市场。激光切割无切削力,加工无变形;无刀具磨损,材料适应性好;不管是简单还是复杂零件,都可以用激光一次精密快速成形切割;其切缝窄,切割质量好、自动化程度高,操作简便,劳动强度低,没有污染;可实现切割自动排样、套料,提高了材料利用率,生产成本低,经济效益好。该技术的有效生命期长,目前在国外超构2毫米的板材大都采用激光切割,许多国外的专家一致认为今后30-40年是激光加工技术发展的黄金时期(是钣金加工发展的方向)。 切割精度是判断数控激光切割机质量好坏的第一要素。影响数控激光切割机的切割精度的四大因素: 1.激光发生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小,则切割精度非常高,要是切割之后的缝隙也非常小。则说明激光切割

激光切割机工艺手册

第一章 激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外,这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中,最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。

机械加工常用金属材料及特性

简介:1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。 2. Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。 4. HT150——灰铸铁。应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等 5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征: 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件 6. 65Mn——常用的弹簧钢。应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。 7. 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备 8. Cr12——常用的冷作模具钢(美国钢号D3,日本钢号SKD1) 特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

2020年激光切割机常见的六个问题及处理方法

作者:旧在几 作品编号:2254487796631145587263GF24000022 时间:2020.12.13 激光切割机常见的六个问题及处理方法 1.切割穿孔技术 任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一个小孔。之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法: 爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在加工精度要求较高的零件上使用,只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。 脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光

器不但应具有较高的输出功率;更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。 在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的 脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件,如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法是改变脉冲宽度;改变脉冲频率;同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第3种效果最好。 2.切割加工小孔(直径小与板厚)变形情况的分析 这是因为机床(只针对大功率激光切割机)在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式,而是用脉冲穿孔(软穿刺)的方式,这使得激光能量在一个很小的区域过于集中,将非加工区域也烧焦,造成孔的变形,影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔(软穿刺)方式改为爆破穿孔(普通穿刺)方式,加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反,在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。

激光切割工艺二

激光切割工艺切割工艺与下述因素关系紧密: 激光模式 激光功率 焦点位置 喷嘴高度 喷嘴直径 辅助气体 辅助气体纯度 辅助气体流量 辅助气体压力 切割速度 板材材质 板材表面质量(如生锈、异物等) 与切割相关的各工艺参数如下图所示。 图 1 切割工艺参数

一激光模式 激光器的模式对切割影响很大,切割时要求到达钢板表面的模式较好。这与激光器本身的模式和外光路镜片的质量有直接的关系。 激光束横截面上光强的分布情况称为激光横模。一般笼统地把横模当作激光模式。用符号TEMmn表示各种横向模式。TEM表示横向电磁波,m、n均为正整数,分别表示在x轴和y 轴方向上光强为零的那些点的序数,称为模式序数。下图示出了几种不同的激光束横模的光斑。TEM00模又称基模,其光斑中任何一点光强都不为零。若光斑在x方向上有一点光强为零,称为TEM10模;在y方向上有一点光强为零,称为TEM01模。以此类推,模式序数m和n越大,光斑中光强为零的点的数目越多。有不同横向模式的激光束称为多模。 图2模式光斑 上图中,TEM00模,称为基模。TEM*01模,是单环模,也叫准基模。为了与TEM01区分,特地加上星号*。TEM01模与TEM10模其实可视为相同的模式,因为X、Y轴原本就是人为划分的。下面示出的是几种模式的立体图。 图 3 TEM00模式立体图

图 4 TEM20模式立体图 图 5 TEM23模式立体图 图 6 多模 二 焦点位置 焦点位置是一个关键参数,应正确调节焦点位置。 1. 焦点位置与切割面的关系

2. 焦点位置对切割断面的影响 3. 焦点寻找 1)焦点调试方法: 基本思路:使用美纹胶在喷嘴口通过调节焦点距离分别打光,然后查看所击穿的孔的大小,孔最小的那个位置值则为焦点。 找出焦点以后再根据切割工艺寻找最佳焦点进行切割。 三 喷嘴 喷嘴形状、喷嘴孔径、喷嘴高度(喷嘴出口与工件表面之间的距离)等,均会影响切割的效果。

机械加工常用材料与表面处理

机械加工中常用材料与表面处理 本人虽是机械专业本科毕业,但是对于机械原理和机械设计的基本知识仅仅是知道点,而机械加工的很多基本知识连知道点都不敢说。其主要原因还是自己上课时没有好好学习,加之在学校的时候用得少,就造成一无所知了。直到工作后,才陆陆续续的画了一些的图纸,但是碰到加工方面的问题总是使自己很窘迫,因为没搞清楚或不知道而做出来废品给企业和社会造成的损失和浪费就更加惭愧了。因此查找了一些互联网上的资料,结合自己少许的经验,归纳了一些常用的机械加工中常用材料和表面处理的基本知识。一是更进一步了解这些知识点的同时加深印象;二是今后方便查看(书本早已卖掉换钱了);三来如有需要者看到了,或者帮到了他们,就甚是欣慰了。 1.材料 材料大类上可以分为金属材料和非金属材料,金属材料一般都是合金,分类和命名也是根据合金中某种成分的含量进行划分的;非金属材料多为塑料,做结构时相对金属用得少,但是某些特殊的地方用起来优点很多。 1.1 钢和铸铁 钢和铸铁可以说都是铁碳合金,以含碳量2.11%为分界。钢又分为碳素钢和合金钢(为了获得某些特殊性能而加入一些合金元素),下面的表是一个关于钢的大概分类 表格1 钢 钢(含碳量 <2.11%) 名称与牌号用途说明 碳素钢(碳钢):含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金含碳量越高,钢的硬度越大,韧性越小碳素结构钢:Q195, Q215,Q235,Q255, Q275,Q345。这些牌号 表示屈服强度 Q235、Q255可用于螺栓、螺 母、拉杆、连杆及建筑、桥梁结 构件; Q275用于强度较高转轴、心轴、 齿轮等; Q345用于船舶、桥梁、车辆、大 型钢结构。 Q235(以前叫A3钢) 属工程用钢,主要用作结 构件,如角钢,槽钢、工 字钢和钢板等,高压输电 线路的杆塔很多都是 Q235镀锌的,而埃菲尔 铁塔是锻铁组成的。 优质碳素结构钢:08、 10、20、35、40、45、 50。这些牌号的表示含碳 量(万分之几) 08钢,含碳量低,塑性好,主要 用于制造冷冲压零件; 10、20钢,常用于制造冲压件和 焊接件; 35、40、45、50钢属中碳钢,经 热处理后可获得良好的综合力学 性能,主要用制造齿轮、套筒、 轴类零件等。 45钢属机械用钢,塑性 较高,强度低,易加工, 一般都是表面处理提高强 度硬度后用作机械零件

激光切割的工艺

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在激光切割机的发展过程中,蛙跳算得上一个突出的技术进步。蛙跳动作,只占用了从点A 到点B平动的时间,省却了上升、下降的时间。青蛙一跳,捕捉到食物;激光切割机的蛙跳,“捕捉”到的是高效率。 如果激光切割机现在还不具备蛙跳功能,恐怕就不入流了。 2.自动调焦 切割不同材料时,要求激光束的焦点落在工件截面的不同位置。如下图所示。 因此,就需要调整焦点的位置(调焦)。早期的激光切割机,一般采用手动调焦方式;当下,许多厂商的机器都实现了自动调焦。 可能有人会说,改变切割头的高度就好了,切割头升高,焦点位置就高,切割头降低,焦点位置就低。没有这么简单。 如下图所示,切割头底部为喷嘴。在切割过程中,喷嘴与工件之间的距离(喷嘴高度)约0.5~1.5mm,不妨看作是一个固定值,即喷嘴高度不变,所以不能通过升降切割头来调焦(否则无法完成切割加工)。

激光切割加工基础知识

激光切割基础知识 第一部分 激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源,通过 He 、N 2、CO 2 等混合气体为激发媒介,利用反射镜组聚焦产生激光光束,从而对材料进行切割。 激光切割的过程:在数控程序的激发和驱动下,激光发生器内产生出特定模式和类型的激光,经过光路系统传送到切割头,并聚焦于工件表面,将金属熔化;同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走;在由程控的伺服电机驱动下,切割头按照预定路线运动,从而切割出各种形状的工件。 图1:激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛(PRIMA )工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机,加工板材尺寸为1500×4000毫米,配有交换工作台。 (一) 该机型的主要特点如下: ● 悬臂式开式结构,可从三个方向上下料,人机接近性极好,可放置超长超宽的 板材。 ● 可移动式切割工作台与主机分离,柔性大。可加装焊接、切管等功能。 ● 精密传动部件不在切割区域内,防护容易,也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 ● 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差,避免了横梁的扭动,使得光路稳 定,切割精度提高。 ● 配有高速的Z 轴系统,同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等,大 大提高了加工效率。 1234561—激光器;2—激光束;3—全反射棱镜;4—聚焦物镜;5—工件;6—工作台

●新型的PM—400V2.0智能化编程软件,具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高 效穿孔、尖角处理等功能。 ●具有先进的多腔分室除尘系统,比单纯的抽风系统除尘效果更高。 (二)机床的结构主要由以下几部分组成: 1、床身 全部光路安置在机床的床身上,床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具,通过特殊的设计,消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个排气腔室,当切割头位于某个排气室上部时,阀门打开,废气被排出。通过支架隔架,小工件和料渣落在废物箱内。 2、工作台 移动式切割工作台与主机分离,柔性大,可加装焊接、切管等功能。配有两张1.5米×4米的工作台可供交换使用,当一个工作台在进行切割加工的同时,另一张工作台可以同时进行上下料操作,有效提高工作效率。两个工作台可通过编程或按钮自动交换。 工作台下方配有小车收集装置,切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。 3、切割头 是光路的最后器件,其内置的透镜将激光光束聚焦,标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸(主要用于割厚板)两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关,本机切割头使用德国PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头,在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距,调整激光焦距与板材的相对位置,以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆放位置(红光指示器)。 4、控制系统 控制系统包括数控系统(集成可编程序控制器PLC)、电控柜及操作台。PMC-1200数控系统由32位CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成,采用全中文才做界面,10.4"彩色液晶显示器,能实现机外编程计算机与机床的控制系统进行数据传输通讯(具有232接口),具有加速、突变限制;具有图形显示功能,可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。 5、激光控制柜 控制和检查激光器的功能,并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的运行模式。 6、激光器 采用原装进口德国ROFIN公司SLAB3000W型激光发生器,是目前世界先进的RF 激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔, 激光束就在这里产生,激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体,通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动,气体在前后两个热交换器中冷却,以利于高压单元将能量传给气体。 7、冷却设备 冷却激光器、激光气体和光路系统。 8、除尘装置 内置管道及风机,改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全压的离心式除尘风机,加之全封闭的机床床身及分段除尘装置,具有较好的除尘效果。 9、供气系统 包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气(空气压缩机、冷干机)。

大族激光切割工艺p参数

大族激光切割工艺p参数, [table=98%] [tr][td=3,1,604] 切割层1(CUT1)工艺参数 [/td][/tr] [tr][td=63] P100 [/td][td=220] 切割速度 [/td][td=321] 单位: mm/min [/td][/tr] [tr][td=63] P101 [/td][td=220] 切割激光功率 [/td][td=321] 单位: 瓦(W) [/td][/tr] [tr][td=63] P102 [/td][td=220] 最小切割激光功率百分比 [/td][td=321] 单位: 0-100% [/td][/tr] [tr][td=63] P103 [/td][td=220] 切割激光模式(CS/PRC激光器) [/td][td=321] 1=连续, 2=门脉冲(CS/PRC激光器) [/td][/tr] [tr][td=63] P104 [/td][td=220] 切割脉冲频率 [/td][td=321] 1~8:对应激光器上设置的激光脉冲频率(CS/ROFIN激光器) 0-999Hz PRC激光器) [/td][/tr] [tr][td=63] P105

切割脉冲占空比(PRC激光器) [/td][td=321] 1-100% [/td][/tr] [tr][td=63] P106 [/td][td=220] 切割喷嘴高度 [/td][td=321] 单位: [tr][td=63] P107 [/td][td=220] 切割气体压力 [/td][td=321] 单位: [/td][/tr] [tr][td=63] P108 [/td][td=220] 切割气体类型 [/td][td=321] 1=空气, 2=氧气, 3=氮气 [/td][/tr] [tr][td=63] P109 [/td][td=220] 切割头是否提升 [/td][td=321] 单位: 0-50mm [/td][/tr] [tr][td=3,1,604] 穿孔(PIERCE)工艺参数 [/td][/tr] [tr][td=63] P110 [/td][td=220] 穿孔方式 [/td][td=321] 0-3(穿孔方式);0=不穿孔;1=正常穿孔;2=渐进式穿孔;3=强力穿孔 [/td][/tr] [tr][td=63] P111 [/td][td=220] 穿孔激光功率

激光切割机工艺手册

第一章激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外,这些材料通常要达到更厚的切口。

机械加工常见的表面处理种类和作用

机械加工常见表面处理的种类基本原理和用途 表面处理工艺:静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀 静电喷涂:静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。 静电喷涂的作用 1、一次涂装可以得到较厚的涂层,例如涂覆100~300μm的涂层,用一般普通的溶剂涂料,约需涂覆4~6次,而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。涂层的耐腐性能很好。 2、粉末涂料不含溶剂,无三废公害,改善了劳动卫生条件。 3、采用粉末静电喷涂等新工艺,效率高,适用于自动流水线涂装,粉末利用率高,可回收使用。 4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外,尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。 粉末涂料开始用于防护和电气缘方面,随着科技的发展,目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究,并在生产上得到应用。发展到目前已广泛得到使用。 烤漆:在基材上打上底漆、面漆,每上一遍漆,都送入无尘衡温烤房,烘烤。 镀锌:是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。颜色有很多种,一般常见的有蓝白色、银白色等。 镀铬:在金属制品表面镀上一层致密的氧化铬薄膜,可以使得金属制品更加坚固耐用。镀铬有两种的,一种是装饰铬,一种是硬铬。镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械,如:模具等,镀装饰铬顾名思义,主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。

激光切割加工的价格怎么算

激光切割加工的价格怎么算 想用激光切割加工零件,又不知道怎么收费,有没有激光切割加工价格标准啊?特别是对于第一次接触激光切割加工产品的朋友来说,计算其加工费,是一个很头疼的问题,如果厂家直接报价,自己总觉得高,舍不得掏钱,而让自己去计算吧,自己又没有一个衡量的标准,因为不知道到底这个价格是不是真实的价格,只要认激光切割加工的厂家宰割一番了, 激光切割加工按小时结算且地区有差异: 一般每小时在400-1000不等,地区差异也比较大,合肥,浙江,深圳地区比较便宜;北京,上海,重庆等地相对比较贵点。 这一点和您所在的区域有着明显的区分,因为所在区域的钣金材料等价格不同,其人工成本等都不同,所以报价也会有所差别,但是价格浮动肯定是在这个范围之内,不过超越这个范围。 激光切割加工费用计算倍数关系。 有很多公司在计算费用时候,不一定按激光切割加工计算,而是按切割线长度来报价的,碳钢板一般每米是板厚的1.5倍,也就是说4MM的的碳钢板每米的切割费=4*1.5=6元/米。 市场价上的算法一般为:切割一米的价格=要切割材料的板厚×1.5(不含材料费的价格,客户带料加工) (举个例:比较6毫米的低碳钢板的激光切割一米的价格为:6(板厚)×1.5=9元/米10毫米的低碳钢激光切割一米的价格为:10(板厚)×1.5=15元/米 12毫米的低碳钢激光切割一米的价格为:12(板厚)×1.5=18元/米 根据这个公式可以得出不同厚度的切割一米的价格) 不锈钢每米的价格一般是板厚的2.5倍,铝板每米的价格一般是板厚的4倍。

同时如果板材中间要割孔的,要收穿孔费,穿孔费根据板厚的不同一般在0.4-2元不等。 有些公司还要收空运转,一般总价格乘以1.2倍,有些公司不收空运转,量大的价格可以便宜。 当然具体价格跟加工量的大小、零件的形状(比较全是小孔就不能完全按米数算)、是否含运费、是否是带材料加工等都有很大关系。 所以一般的工厂或加工厂都会有所浮动的,会根据量来自动衡量的。 激光切割加工的价格

常用机械加工材料(金属类)

常用机械加工材料(金属类) 1、45号钢 最常用中碳调质钢,号钢的一种,数字“45”代表的是该钢材的平均含碳量为0.45%,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。 2、Q235A 最常用的碳素结构钢,又称为A3钢。具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。“Q”是“屈”的拼音首字母,代表屈服极限的意思,“235”代表该钢材的屈服值,在235MPa左右,后面的字母代表质量等级,质量等级共分为A、B、C、D四个等级,Q235A钢的质量等级为A级。 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3、40Cr 使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中

温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。 4、HT150 灰铸铁,字母“HT”是“灰铁”的拼音首字母,抗拉强度为150MPa,中等强度的铸铁,具有良好的铸造工艺性能,常用于箱体、机床床身等零件。 齿轮箱体、机床床身、箱体、液压缸、泵壳体、阀体、飞轮、气缸盖、带轮、轴承盖等 5、35号钢 号钢的一种,各种标准件、紧固件的常用材料,数字“35”代表的是该钢材的平均碳含量为0.35%。强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件 6、65Mn 弹簧钢的一种,小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。 7、0Cr18Ni9 最常用的不锈钢之一,作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原子能工业用设备,另外还有1Cr18Ni9、3Cr18Ni9等常用的不锈钢材料。 8、Cr12 常用的冷作模具钢,Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;

激光切割加工基础知识.docx

实用标准 激光切割基础知识 第一部分激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源,通过 He 、N 2、CO 2等混合气体为激 发媒介,利用反射镜组聚焦产生激光光束,从而对材料进行切割。 激光切割的过程:在数控程序的激发和驱动下,激光发生器内产生出特定模 式和类型的激光,经过光路系统传送到切割头,并聚焦于工件表面,将金属熔化; 同时 , 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走;在由程控的伺服电机 驱动下,切割1头按照预定路线运2动,从而切3割出各种形状的工件。 4 5 61—激光器;2—激光束; 3—全反射棱镜;4—聚焦物镜; 5—工件;6—工作台 图 1 :激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15 ×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛(PRIMA )工业公司的主导 机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机,加工板材尺寸为1500 ×4000 毫米, 配有交换工作台。 (一)该机型的主要特点如下: 悬臂式开式结构,可从三个方向上下料,人机接近性极好,可放置超长超宽的 板材。 可移动式切割工作台与主机分离,柔性大。可加装焊接、切管等功能。 精密传动部件不在切割区域内,防护容易,也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差,避免了横梁的扭动,使得光路稳 定,切割精度提高。 配有高速的 Z轴系统,同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等,大

高效穿孔、尖角处理等功能。 具有先进的多腔分室除尘系统,比单纯的抽风系统除尘效果更高。 (二)机床的结构主要由以下几部分组成: 1、床身 全部光路安置在机床的床身上,床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具,通过特殊的设计,消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个 排气腔室,当切割头位于某个排气室上部时,阀门打开,废气被排出。通过支架 隔架,小工件和料渣落在废物箱内。 2、工作台 移动式切割工作台与主机分离,柔性大,可加装焊接、切管等功能。配有两 张1.5 米×4米的工作台可供交换使用,当一个工作台在进行切割加工的同时, 另一张工作台可以同时进行上下料操作,有效提高工作效率。两个工作台可通过 编程或按钮自动交换。 工作台下方配有小车收集装置,切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。 3 、切割头 是光路的最后器件,其内置的透镜将激光光束聚焦,标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸 (主要用于割厚板 )两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关,本机切割头使用德国 PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头,在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距,调整激光焦距与板材的相对位置,以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆 放位置(红光指示器)。 4 、控制系统 控制系统包括数控系统(集成可编程序控制器 PLC)、电控柜及操作台。 PMC-1200 数控系统由 32 位 CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成,采用全中文才做界面, 10.4" 彩色液晶显示器,能实现机外编程计算机与 机床的控制系统进行数据传输通讯(具有 232 接口),具有加速、突变限制;具 有图形显示功能,可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。 5、激光控制柜 控制和检查激光器的功能,并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的 运行模式。 6、激光器 采用原装进口德国 ROFIN 公司 SLAB3000W 型激光发生器,是目前世界先进 的RF激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔 , 激光束就在这里产生,激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体,通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动,气体在前后两个热交换器中冷却,以利于高压单元将能量传给气体。 7、冷却设备 冷却激光器、激光气体和光路系统。 8、除尘装置 内置管道及风机,改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全 压的离心式除尘风机,加之全封闭的机床床身及分段除尘装置,具有较好的除尘 效果。 9、供气系统 包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气(空气压缩机、冷干机)。

钣金激光切割加工

钣金激光切割加工 1、焦点位置控制技术: 激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>10W/cm2。由于能量密度与4/π d2 成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率 CO2 激光切割工业应用中广泛采用 5〃~7.5〃?? (127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm 之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用 5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即 5mm 左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素原则上<6mm 的金属材料,焦点在表面上;>6mm 的碳钢,焦点在表面之上;>6mm 的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。 在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种: (1)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。 (2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。 (3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用: (1)平行光管。这是一种常用的方法,即在 CO2 激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。 (2)在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离(stand off)的 Z 轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端 F 轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。 (3)控制聚焦镜(一般为金属反射聚焦系统)的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。 (4)飞行光路切割机上增加 x、y 方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短;反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。

激光切割工艺详解-共30页

激光切割工艺 发表于 2009-10-26 20:50 | 只看该作者发表的帖子 1# 本文章共4286字,分3页,当前第1页,快速翻页:123 激光切割工艺 激光切割的工艺参数 (1)光束横模 ① 基模又称为高斯模,是切割最理想的模式,主要出现在功率小于1kW的激光器。 ② 低阶模与基模比较接近,主要出现在1~2kW的中功率激光器。 ③ 多模是高阶模的混合,出现在功率大于3kW的激光器。

切割速度与横模及板厚的关系见图1。由图可以看出,300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力。但是,多模的聚焦性差,切割能力低,单模激光的切割能力优于多模。常用材料的单模激光切割工艺参数见表1,多模激光切割工艺参数见表2。 表1 常用材料的单模激光切割工艺参数 材料 厚度/mm 辅助气体 切割速度/cmmin-1 切缝宽度/mm 功率/W 低碳钢 3.0 O2 60 0.2 250 不锈钢 1.0 O2 150 0.1

40.0 O2 50 3.5 钛合金 10.0 O2 280 1.5 有机透明玻璃10.0 N2 80 0.7 氧化铝 1.0 O2 300 0.1 聚酯地毯

N2 260 0.5 棉织品(多层)15.0 N2 90 0.5 纸板 0.5 N2 300 0.4 波纹纸板 8.0 N2 300 0.4 石英玻璃 1.9

60 0.2 聚丙烯 5.5 N2 70 0.5 聚苯乙烯 3.2 N2 420 0.4 硬质聚氯乙烯7.0 N2 120 0.5 纤维增强塑料3.0 N2

0.3 木材(胶合板)18.0 N2 20 0.7 低碳钢 1.0 N2 450 - 500 3.0 N2 150 6.0 N2 50 1.2 O2

机械加工常见手段、常用材料及表面处理

常规加工手段的介绍(冷加工) ●车床:加工圆柱形、圆环、圆洞(精度较高) ●铣床:对工件的边、槽、不规则孔加工(精度高、价格偏贵) ●钻床:钻孔、攻丝(被钻孔外圆与工件边缘距离不能小于1mm) ●剪床:矩形板料剪切(精度低<±0.5mm>、方便) ●冲床:依照模具快速加工(适合数量较大的金属板件加工,但需要开模具、 被加工的金属板不能太厚,危险) ●线切割:武侠小说中的“盘龙丝”或《龙门飞甲》中范晓萱所使用的天蚕丝 就可以理解为线切割,机加工中起切割作用的是钼丝(精度很高、能切出各种形状,但价格贵) ●刨床:大型工件的局部或整个面磨平、开槽(它很多功能用铣床或磨床都能 代替的,适于中型或大型零件的加工) ●磨床:跟刨床有相似之处,边、面磨平(可以磨得很光滑,表面光洁度要求 高的加工手段;但很多情况下都可以用砂轮代替它……不多见,有点危险)●镗床:掏一个圆洞或加工曲面(有点贵) ●电火花:比如说你需要打一个很小很深的孔或窄缝(能加工硬度很大的金属, 要求工件导电,所以只能加工金属……火灾制造者) 机械加工常用材料介绍 机械加工中,用得最多的金属是铜铁铝这三类;用得最多的非金属是玻纤板、聚四氟乙烯。 铜类: ?黄铜——除铜以外主要以锌为添加元素,牌号从H96到H59,最常见最好

买的是H65、H62、H59这三种牌号;H是“黄”的汉语拼音首字母,后面的数字表示铜所占的百分比,数字越大,材料越软、延展性越好、在车床铣床上加工时,常常会有“粘刀”现象。 ?青铜——首先记住铍青铜和磷青铜,他们的弹性非常好!弹簧、点接触导电 元件首选他们……可能铍青铜要比磷青铜好买一些;另外常见的还有锡青铜、铅青铜、铝青铜,三者都比较适合铸造件,铝青铜的强度耐磨耐腐蚀最好。 ?紫铜——也叫红铜,就是纯铜。T1、T2、T3、T4四个牌号,T1的含铜量 是99.95%,延展性好、导电特性好,当然也很软(车床加工有点考手艺)…… 一般导电部分或屏蔽部分用这个材料。 铁类: ?不锈钢——这个不解释……地球人都知道。在一定范围内,镁的含量越高, 越不容易生锈; ?镔铁——就是那种很薄、亮白色、有冰片一样的东西(80后童年时常见的 路边小店中公用电话的保护壳),弯折后用铆钉固定,加工起来比较方便快捷,如果没处理边沿的话,锋利的它很容易将人划伤。 ?冷轧铁——就是咱们平时生活中常说的铁,机械加工中用得最多的铁,若你 在图纸中标注以“铁”为材料,一般默认就是这种,不进行电镀等表面处理的话,容易生锈;在一些没有特殊要求的地方,用这种材料比起铜便宜得多。 ?4J36——俗称殷钢或可阀,在中国能买到的温度膨胀系数最小的金属材料就 是它! 铝类: ?硬铝(Ly12)——硬度、机械强度都比较适中,拿来做仪器仪表的底板、面

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