【正文】
險(xiǎn)事故。當(dāng)其他參數(shù)保持不變,提高切割速度的因素是:提高功率(在一定范圍內(nèi),如500~2 000W);改善光束模式(如從高階模到低階模直至TEM00);減小聚焦光斑尺寸(如采用短焦距透鏡聚焦);切割低起始蒸發(fā)能的材料(如塑料、有機(jī)玻璃等);切割低密度材料(如白松木等);切割薄型材料。在整個(gè)切割過程中,確保焦點(diǎn)與工件相對(duì)位置恒定是獲得穩(wěn)定的切割質(zhì)量的重要條件。在確保輔助氣體前提下,氣體壓力大小是個(gè)極為重要的因素。??砂l(fā)現(xiàn),在小于最大功率狀況下焦點(diǎn)處卻獲得最高功率密度,并獲得最佳切割質(zhì)量。對(duì)不透明材料,吸收率=(1-反射率),與材料表面狀態(tài)、溫度及波長有關(guān)。(1)噴嘴直徑的影響。外光路系統(tǒng)的光學(xué)元件應(yīng)定期檢查、及時(shí)調(diào)整,確保當(dāng)切割炬在工件上方運(yùn)行時(shí),光束正確地傳輸?shù)酵哥R中心并聚焦成很小的光點(diǎn),對(duì)工件進(jìn)行高質(zhì)量切割。但其他表面有鍍層的鏡片不能用水清洗,因?yàn)楹芏噱儗尤芙庥谒?,鏡片將遭破壞。同樣情況下,不銹鋼要比鋁的切割精度高,切面光滑一些。激光切割有很多特點(diǎn):激光可切割特硬、特脆和特軟材料;切縫寬度很窄;切割表面光潔;切割表面熱影響層淺,表面應(yīng)力??;切割速度快,熱影響區(qū)??;適合加工板材。由于激光光束為錐形,切縫也是錐形。(2)反射鏡鏡片的清洗:從鏡架上拆除鏡片;鏡面朝上,把鏡頭紙放在鏡面上;在鏡頭紙上滴幾滴丙酮,并輕拉鏡頭紙撩過鏡面;反復(fù)上述工序,直至鏡面清潔,無污穢和殘漬留在鏡面; 再把鏡片裝入鏡座。一般,噴口與工件間距控制在1~2mm為宜,現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)的割炬都配有電感或電容式傳感器反饋裝置,以自動(dòng)調(diào)節(jié)兩者距離在預(yù)先設(shè)定的高度范圍內(nèi)。有時(shí),噴嘴口與聚焦光束不同軸,形成光束剪切噴嘴邊緣,也會(huì)影響切邊質(zhì)量,增加切縫寬度和使切割尺寸錯(cuò)位。對(duì)鋁、銅金屬而言,要形成足夠的起始功率一般需要3kW以上,以獲得穿透效果所需要的初始小孔。實(shí)際操作時(shí),常常設(shè)置最大功率以獲得較高的切割速度,或用以切割較厚材料。對(duì)非金屬材料和部分金屬材料,使用壓縮空氣或惰性氣體,清除融化和蒸發(fā)材料,同時(shí)抑制切割區(qū)過度燃燒。在確定使用何種焦長的透鏡以后,焦點(diǎn)與工件表面的相對(duì)位置對(duì)保證切割質(zhì)量尤為重要。另外,光束聚焦系統(tǒng)的特征,即聚焦后的光斑大小也對(duì)激光切割有很大的影響。重新點(diǎn)火前必須查明回火原因后再進(jìn)行。6. 工作完畢應(yīng)將每個(gè)閥門全部關(guān)閉,把割(烤)炬中可能存有的少量余油空出并甩凈,擦試干凈后將割炬與膠管一起掛起來或放在適當(dāng)?shù)南浼苌贤咨票9?,以備下次使用?. 安全閥出廠時(shí)已調(diào)試好。(氧氣壓力過低,有可能在點(diǎn)火時(shí)損壞烤嘴)。(2)加壓方式:(整體油路排氣后,不必將油罐泄壓。圖6:割嘴預(yù)熱,圖7:正常使用時(shí)的火焰注意:預(yù)熱氧氣調(diào)節(jié)閥可控制整體火焰的大小。),然后打開割(烤)炬上的預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥使預(yù)熱氧流出量較大一些,再打開炬上的汽油調(diào)節(jié)閥,待割嘴處均勻地噴出油霧后,依次關(guān)閉汽油調(diào)節(jié)閥及預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥,整體油路排氣完畢。圖2:理順管路旋開注油口(圖3),注入70~97潔凈的普通車用汽油(圖4),圖3:旋開注油口圖4:注油超過罐內(nèi)容積2/3以上。汽油在常溫下為液態(tài),儲(chǔ)存體積小,便于攜帶和運(yùn)輸。適用于石油化工、建筑、造船、能源、機(jī)械、冶金和礦山等行業(yè),特別適合冬季野(室)外及流動(dòng)性作業(yè)和搶險(xiǎn)、搶修任務(wù)。因此在中國擴(kuò)大CO2激光切割的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,解決新的應(yīng)用中一些技術(shù)難題仍然是工程技術(shù)人員的重要課題。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版,~,然后在槽中鑲嵌刀片。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。激光是利用物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生光,這種光帶有強(qiáng)烈的溫度,在接觸材料時(shí)候,能夠迅速的在材料表面融化,形成打孔,根據(jù)對(duì)位對(duì)點(diǎn)的移動(dòng)形成了切割,因此這樣的一種切割方法相對(duì)于傳統(tǒng)的切割方法,縫隙更小,更能夠省去大部分材料,然而根據(jù)切割效果來定義分析,根據(jù)激光進(jìn)行切割的材料,其切割效果能夠滿意,精準(zhǔn)度又高,這是繼承了激光的優(yōu)勢(shì),也是普通切割方式不能夠媲美的。我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,雖然是一個(gè)初步發(fā)展,但在國際科技帶領(lǐng)下已經(jīng)完成了飛躍的發(fā)展,并且比同等質(zhì)量有一個(gè)高階段的突出。比起普通二氧化碳激光切割機(jī)更節(jié)省空間和氣體消耗量,光電轉(zhuǎn)化率高,是節(jié)能環(huán)保的新產(chǎn)品,也是世界上領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品之一。光路預(yù)覽功能,焦點(diǎn)指示功能:在激光的光軸上疊加了可見紅光,用于指示激光束的位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)打標(biāo)范圍的預(yù)覽。遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文1簡(jiǎn)介半導(dǎo)體激光切割機(jī)采用半導(dǎo)體泵浦激光器,半導(dǎo)體泵浦激光器是近年來國際上發(fā)展最快,應(yīng)用較廣的新型激光器。9.可以對(duì)非金屬進(jìn)行切割加工:如塑料、木材、PVC、皮革、紡織品、有機(jī)玻璃等。隨著光束與材料相對(duì)線性移動(dòng),使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫。(7)三維高精度大型數(shù)控激光切割機(jī)及其切割工藝技術(shù),為了滿足汽車和航空等工業(yè)的立體工件切割的需要,三維激光切割機(jī)正向高效率、高精度、多功能和高適應(yīng)性方向民展,激光切割機(jī)器人的應(yīng)用范圍將會(huì)愈來愈大。所能夠切割的材料板厚也格進(jìn)一步地提高,高功率激光可以通過使用Q 開關(guān)或加載脈沖波,從而使低功率激光器產(chǎn)生出高功率激光。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低,但是,通過透鏡和反射鏡,激光束聚集在很小的區(qū)域。作為層疊模具的優(yōu)先制造手段,由于不需要高級(jí)模具制作工,激光切割運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也并不昂貴,因此還能顯著地降低模具制造費(fèi)用。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。激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同時(shí)用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料,并使激光束與材料沿一定軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而形成一定形狀的切縫。激光能切割大多數(shù)金屬材料和非金屬材料。眼鏡專用激光切割機(jī)能在板材上切割任意的設(shè)計(jì)圖形,速度快,精度高,一次成型,無需后續(xù)處理,比線切割快十幾倍,極大的提高加工效率,可視排料,緊密貼合,節(jié)省材料??墒沁@對(duì)小型激光切開機(jī)來說,確是一個(gè)十分好的機(jī)會(huì),它極好的處理了加工飾品中的一些難題,并且受到了各個(gè)廠家的熱捧。噴孔的形狀有圓柱形、錐形、和縮放形等。割炬主要包括槍體、聚焦透鏡和輔助氣體噴嘴等零件。首先,與其他熱切割方法相比,同樣作為熱切割過程,別的方法不能象激光束那樣作用于一個(gè)極小的區(qū)域,結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。對(duì)于不同材料的板厚,不同的切割氣體壓力,切割速度有一個(gè)最佳值,這個(gè)最佳值約為最大切割速度的80%。激光功率對(duì)切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版,~,然后在槽中鑲嵌刀片。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。(5)缺點(diǎn):激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且隨著工件厚度的增加,切割速度明顯下降。(2)切割效率高由于激光的傳輸特性,激光切割機(jī)上一般配有數(shù)控工作臺(tái),整個(gè)切割過程可全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。噴吹出的氣體與切割金屬發(fā)生作用,發(fā)生氧化反應(yīng),放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出,在金屬中形成切口。這些蒸氣的噴出速度很大,在蒸氣噴出的同時(shí),在材料上形成切口。(4)加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)同行業(yè)的聯(lián)盟。面對(duì)日益增長的巨大的激光加工應(yīng)用市場(chǎng)和國際競(jìng)爭(zhēng)新格局,中國的激光加工技術(shù)急需有一個(gè)大的突破,激光加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化急需有一個(gè)大的發(fā)展。5 我國激光產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀我國激光制造技術(shù)的應(yīng)用研究水平和應(yīng)用規(guī)模,與發(fā)達(dá)國家相比,差距很大。第二類:裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)用的不銹鋼(一般厚度3mm)或非金屬材料(一般厚度20mm)的圖案、標(biāo)記、字體等。八十年代我國激光加工站主要從事激光熱處理工作,九十年代后,激光切割及攻站逐步增加。國外知名企業(yè)有德國Trumpf 公司、意大利Prima 公司、瑞士Bystronic 公司、日本Amada 公司、MAZAK 公司、NTC 公司、澳大利亞HG Laser Lab 公司等。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發(fā)生氧化反應(yīng),放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出,在金屬中形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光汽化切割時(shí)需要很大的功率和功率密度。加工不同形狀的零件,不需要更換“刀具”,只需改變激光器的輸出參數(shù)。例如采用2KW 激光功率,8mm ;2mm ,熱影響區(qū)小,變形極小。脈沖激光適用于金屬材料, 連續(xù)激光適用于非金屬材料,后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。Application。關(guān)鍵詞:激光切割技術(shù) 應(yīng)用 優(yōu)缺點(diǎn) 發(fā)展現(xiàn)狀Laser Cutting Technology and DevelopmentZhang Mang 200803050503(The HongHe University of Yunnan HongHe Hani Nationality, Yi Autonomous State 661100)Abstract: Laser cutting technology is widely used in metallic and nonmetallic material processing, can greatly reduce the processing time, reduce the processing cost and improve the it has precision manufacturing, flexible cutting, the heterogeneous type processing, once shaping, speed and higher efficiency, so in industrial production in solving many conventional method can not solve the can cut most metal materials and nonmetal : Laser cutting technology。1 激光切割的原理在激光束能量作用下(氧助切割機(jī)制下,還要加上噴氧氣與到達(dá)燃點(diǎn)的金屬發(fā)生放熱反應(yīng)放出的熱量),材料表面被迅速加熱到幾千乃至上萬度(℃)而熔化或氣化,隨著氣化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體(氧氣或氮?dú)獾榷栊詺怏w)吹走,切縫便產(chǎn)生了[1]。(2)切割速度快。激光切割時(shí)割炬與工件無接觸,不存在工具的磨損。這些蒸汽的噴出速度很大,在蒸汽噴出的同時(shí),在材料上形成切口。它是用激光作為預(yù)熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。三十多年來,由于應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,CO2激光切割機(jī)不斷改進(jìn),目前國際國內(nèi)已有多家企業(yè)從事生產(chǎn)各種CO2激光切割機(jī)以滿足市場(chǎng)的需求,有二維平板切割機(jī)、三維空間曲線切割機(jī)、管子切割機(jī)等。1999 年美國全國共有激光加工站2700 家,其中51%從事激光切割工作。已采用的典型產(chǎn)品有:自動(dòng)電梯結(jié)構(gòu)件、升降電梯面板、機(jī)床及糧食機(jī)械外罩、各種電氣柜、開關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大電機(jī)硅鋼片等。國外除上述應(yīng)用外,還在不斷擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。激光加工是一門2l世紀(jì)發(fā)展極快的新制造技術(shù),必將為我國傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造,新興工業(yè)領(lǐng)域以及制造業(yè)的現(xiàn)代化提供先進(jìn)的技術(shù)裝備。(3)疏通融資渠道。(1)激光氣化切割:利用高能量密度的激光束加熱工件,使溫度迅速上升,在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn),材料開始?xì)饣纬烧魵?。是用激光作為預(yù)熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。表面粗糙度只有幾十微米,甚至激光切割可以作為最后一道工序。對(duì)于不同的材料,由于自身的熱物理性能及對(duì)激光的吸收率不同,表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。在航空航天領(lǐng)域,激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割,如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。第三類:要求均勻切縫的特殊零件。氣化切割所需要的激光功率最大,熔化切割次之,氧氣切割最小。(5)切割速度切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。與其它常規(guī)加工方法相比,激光切割具有更大的適應(yīng)性。② 工件不動(dòng)割炬移動(dòng) ③ 割炬和工作臺(tái)同時(shí)運(yùn)動(dòng)。噴嘴用于向切割區(qū)噴射輔助氣體,其結(jié)構(gòu)形狀對(duì)切割效率和質(zhì)量有一定影響。飾品加工是一門對(duì)比特殊的職業(yè),由于主要是針對(duì)一些稀有的貴金屬的加工改造,所以對(duì)加工改造的設(shè)備要求十分的高。先進(jìn)的工藝可提高眼鏡廠家的新產(chǎn)品開發(fā)速度,能夠快速收回設(shè)備投資成本。由于它具備精密制造、柔性切割、異型加工、一次成形、速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn),所以在工業(yè)生產(chǎn)中解決了許多常規(guī)方法無法解決的難題。激光切割主要是CO2激光切割,激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,并使CO2激光束與材料沿一定軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而形成一定狀的切縫。鋼切割時(shí)得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料,同時(shí)幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣。另一方面,從如何使模具適應(yīng)工件設(shè)計(jì)尺寸和形狀變化角度看,激光切割也 3 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文可發(fā)揮其精確、重現(xiàn)性好的優(yōu)勢(shì)。激光源一般用二氧化碳激光束,工作功率為500~2500瓦。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量,又推廣了氧乙烷精 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文密火焰切割和等離子切割。激光切割加工廣闊的應(yīng)用市場(chǎng),加上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得國內(nèi)外科技工作者對(duì)激光切割加工技術(shù)進(jìn)行不斷探入的研究,推動(dòng)著激光切割技術(shù)不斷創(chuàng)新,激光切割技術(shù)的發(fā)展方向如下:(1)伴隨著激光器向大功率發(fā)展以及采用高性能的CNC及伺服系統(tǒng),使用高功率的激光切割