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激光切割是一種高能量密度可控性好的無接觸加工
來源:   作者:   時間:2014-11-17 16:03:13
激光切割加工是一種高能量密度可控性好的無接觸加工。它將激光束聚焦成最小直徑可小于0.1mm的光點(diǎn),使焦點(diǎn)處的功率密度可超過107W~108W/ M2,被照射的材料很快被加熱至汽化溫度,蒸發(fā)形成小孔。隨著光束與材料相對線性移動,使小孔連續(xù)形成寬度約0.1mm的切縫。切割時還加與被切材料相適應(yīng)的輔助性氣體,以加速材料的熔化、吹走熔渣或保護(hù)切縫不被氧化。
許多金屬材料,不管它有什么樣的硬度,都可以用激光進(jìn)行無變形的切割。大多數(shù)有機(jī)與無機(jī)材料都可以用激光切割。常用的工程材料中,除銅材外,包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金以及大多數(shù)鎳合金等都可以實(shí)施激光切割。  
    
切縫最窄,熱影響區(qū)最小,工件局部變形極小,無機(jī)械變形。是一種可控性好的無接觸加工。無刀具磨損,任何硬度的材料(包括非金屬)都能切割。具有廣泛的適應(yīng)性和靈活性,易于自動化,有無限的仿型切割能力。與傳統(tǒng)的板材切割方式相比,激光切割有明顯的優(yōu)勢。它切割速度快,生產(chǎn)效率高;切割質(zhì)量好、切縫窄;材料適應(yīng)性好,無刀具磨損;不管是簡單還是復(fù)雜零件,都可以用激光一次精密快速成形切割;自動化程度高、操作簡單、勞動強(qiáng)度低,沒有污染;生產(chǎn)成本低,經(jīng)濟(jì)效益好;該技術(shù)的有效生命周期長。激光切割與常規(guī)加工方法相比,同樣具有明顯的優(yōu)勢。在熱切割方法中,氧可燃燒(如乙炔)切割和等離子切割都不能像激光束那樣集中能量于一個極小區(qū)域,結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和較明顯的工件變形。氧可燃燒切割設(shè)備小、投資少,可切割厚達(dá)1m的鋼板,是很靈活的切割工具,主要用來切割低碳鋼。但是由于它熱影響區(qū)大、切割速度低,切口呈現(xiàn)嚴(yán)重的鋸齒狀和波折狀。因此,它很少被選用于切割20mm以下厚度且要求尺寸精確的材料。等離子切割與激光切割速度相仿,明顯高于乙炔火焰切割。但其切割能量較低,切邊頂部呈圓頭狀,切邊明顯起波形。在操作中,還要防止由電弧產(chǎn)生的紫外線輻射對操作者帶來的傷害。與激光切割相比,等離子切割較適合切割較厚鋼板和對光束反射率高的鋁合金等。但是,激光能切割非金屬,而其他熱切割方法則不能。在機(jī)械沖壓加工方式中,采用模沖方法生產(chǎn)大批量零件,具有零件成本低、生產(chǎn)周期短的優(yōu)勢,但這種方法對設(shè)計上的變化較難適應(yīng),設(shè)備專用、制造周期長、造價高。對中小規(guī)模的企業(yè)來說,激光切割的特長就會充分顯示。
激光切割加工便于工件緊密編排套裁,比起每個工件周圍需預(yù)留較多材料余量的模沖更節(jié)約材料。對于需要分段沖切的大而復(fù)雜的零件,就需要用沖床沖切,導(dǎo)致切邊呈許多小貝殼狀刃口,產(chǎn)生大量邊角余料。對于薄金屬采用鋸切方式,其切割速度比激光切割加工慢很多。而且,激光作為一種靈活的無接觸、仿形切割工具,可以從材料任何一點(diǎn)開始向任何方向切割,這一點(diǎn)對鋸切來說,是望洋興嘆的。采用電火花或線切割等方法用于堅(jiān)硬材料的精細(xì)加工,雖然切口較平整,但切割速度要比激光切割加工慢幾個數(shù)量級。水切割雖然可以切割許多非金屬材料,但運(yùn)行費(fèi)用較高。
所以,激光切割加工機(jī)設(shè)備的興起是必然的,其發(fā)展前景也是巨大的。

 

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