激光切割工艺.doc

激光切割工艺发表于2009-10-2620:50|只看该作者发表的帖子1#本文章共4286字，分3页，当前，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O260250不锈钢O2150钛合金O250钛合金O2280有机透明玻璃N280氧化铝O2300聚酯地毯N2260棉织品（多层）N290纸板N2300波纹纸板N2300石英玻璃O260聚丙烯N270聚苯乙烯N2420硬质聚氯乙烯N2120纤维增强塑料N260木材（胶合板）N220低碳钢N2450-500N2150N250O2600O2400O2250不锈钢O2300-O2120胶合板N2350表2常用材料的多模激光切割工艺参数材料板厚/mm切割速度/cmmin-1切缝宽度/mm功率/kW铝12230115碳钢6230115304不锈钢130220硼/环氧复合材料8165115纤维/环氧复合材料1246020胶合板1508有机玻璃1508玻璃150120混凝土38568（2）激光功率激光切割所需要的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。汽化切割所需要的激光功率最大，熔化切割次之，氧气切割最小。激光功率对切割厚度、切割速度和切口宽度等有很大影响。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口宽度也有所加大。激光功率与板厚和切割速度的关系见图2。激光功率对切口宽度的影响见图3。（3）焦点位置（离焦量）离焦量对切口宽度和切割深度影响较大。离焦量对切口宽度的影响见图4。一般选择焦点位于材料表面下方的约1/3板厚处，切割深度最大，切口宽度最小。采用激光功率为、切割不同厚度钢板时，离焦量对切割质量的影响见图5。（4）焦点深度切割较厚钢板时，应采用焦点深度大的光束，以获得垂直度较好的切割面。但焦点深度大，光斑直径也增大，功率密度随之减小，使切割速度降低。若要保持一定的切割速度，则需要增大激光的功率；切割薄板宜采用较小的焦点深度，这样光斑直径小，功率密度高，切割速度加快。（5）切割速度切割速度直接影响切口宽度和切口表面粗糙度。不同材料的板厚，不同的切割气体压力，切割速度有一个最佳值，这个最佳值约为最大切割速度的80％。切割速度与材料板厚的关系见图6，图中的上、下曲线分别表示能够切透材料的最大和最小切割速度。切割速度对切口宽度的影响见图7。切割速度对切口表面粗糙度的影响见图8。（6）辅助气体的种类和压力切割低碳钢较多采用O2作辅助气体，以利用铁-氧燃烧反应热促进切割过程，而且切割速度快，切口质量好，可以获得无挂渣的切口。切割不锈钢时，常使用O2N2混合气体或双层气流。单用O2在切口底边会发生挂渣。氧气纯度对切割速度有一定的影响，研究表明，氧气纯度降低2%，切割速度就会降低本文章更多内容：1-2-3-下一页>>本文章共4286字，分3页，当前，快速翻页：12350%。氧气纯度对切割速度的影响见图9。气体压力增大，动量增加，排渣能力增强，因此可以使无挂渣的切割速度增加。但压力过大，切割面反而会粗糙。激光氧气切割时，氧气压力对切割速度的影响见图10。从图10中可以看出，当板厚一定时，存在一个最佳氧气压力，使切割速度最大；当激光功率一定时，切割氧气压力的最佳值，随板厚的增加而减小。激光切割时，还需要根据被切割材料选用辅助气体。表3列出激光切割用主要辅助气体的适用材料。表3激光切割用主要辅助气体的适用材料辅助气体适用材料备注空气铝切割厚度以下，能获得良好的切割效果塑料、木材、合成材料、玻璃、石英-氧化铝陶瓷所有气体均适用，空气成本最低氧气（O2）碳素钢切割速度高、质量好、切割面上有氧化物不锈钢切割速度高，切割面上有较厚的氧化层。切割边用于焊接时需要进行机加工铜用于切割厚度3mm以下时，能获得良好的切割面氮气（N2）不锈钢切割速度低，但切割边的抗腐蚀能力不降低铝用于切割厚度3mm以下时，切口整洁，切割面无氧化物镍合金-氩气（Ar）钛也可用于其他材料的切割激光切割的操作程序及技术要点（1）焦点位置的检出激光切割前需先根据材质调整光束焦点在工件上位置，由于激光束，特别是CO2气体激光，一般肉眼看不到，可采用图11所示的楔形丙烯块检测出焦点位置，然后调节割炬的高