11
1、金属材料的激光切割
固然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率,但发射处于远红外波段10.6um光束的CO2激光器还是成功的应用于很多金属的激光切割实践。金属对10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%,常平激光切割,但是,当具有功率密度**过106w/cm2的聚焦激光束照射到金属表面时,激光切割加工,却能在微秒级的时间内很快使表面开始熔化。处于熔融态的大多数金属的吸收率急剧上升,激光切割价格,一般可进步60%~80%。
(1)碳钢。
现代激光切割系统可以切割碳钢板的较大厚度可达20MM,利用氧化熔化切割机制切割碳钢的切缝可控制在满足的宽度范围,对薄板其切缝可窄至0.1MM左右。
(2)不锈钢。
激光切割对利用不锈钢薄板作为主构件的制造业来说是个有效的加工工具。在严格控制激光切割过程中的热输进措施下,可以限制切边热影响区变得很小,从而很有效的保持此类材料的良好耐腐蚀性。
首先激光的能量以光的形式集中成一条高密度的光束?光束传递到工作表面?产生足够的热量?使材料熔化?加之与光束同轴的高压气体直接除去熔化金属?从而达到切割的目的?这说明激光切割加工同机床的机械加工有着本质的区别。
它是利用从激光发生器发射出的激光束?经光路系统?聚焦成高功率密度的激光束照射条件?激光热量被工件材料吸收?工件温度急剧上升?到达沸点后?材料开始汽化并形成孔洞?伴随高压的气流?随着光束与工件相对位置的移动?较终使材料形成切缝。切缝时的工艺参数(切割速度?激光器功率?气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制?割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。
一般来说?激光切割质量可以由以下6个标准来衡量。
1.切割表面粗糙度Rz
2.切口挂渣尺寸
3.切边垂直度和斜度u
4.切割边缘园角尺寸r
5.条纹后拖量n
6.平面度F