沖壓工藝
鈑金加工中的激光切割工藝是什么?
隨著鈑金加工行業的發展,鈑金加工產品在我們的日常生活中幾乎無處不在。激光加工是鈑金加工中的一道工序。其背后的加工技術是什么?下面讓我們一起來看看吧。與傳統的鈑金加工方法相比,激光切割具有切割質量高、切割速度快、靈活性高、材料適應性廣等優點。
激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工,可以大大縮短加工時間,降低加工成本,提高工件質量。采用進口伺服電機及性能優越的傳動導向結構,高速狀態下精度良好。
首先,激光可以聚焦成極小的光斑,可以進行微細以及精密加工,如微窄縫、微孔的加工。其次,激光幾乎可以切割任何材料,包括對薄金屬板進行 2D 或 3D 切割。激光加工不需要使用刀具,屬于非接觸加工,沒有機械加工變形。
一、激光熔化切割
1、激光熔化切割時,工件部分熔化,熔化的材料借助氣流將熔化的材料噴射出去。由于材料的轉移僅在其液態下發生,因此該過程稱為激光熔化切割。
2、激光光束和高純度惰性切割氣體相匹配,使熔化材料離開切割縫,氣體本身不參與切割。
3、激光熔化切割可以獲得比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
4、切割速度隨著激光功率的增加而增加,與板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加成反比減小。在一定的激光功率下,限制因素是切口處的氣壓和材料的熱傳導率。
5、激光熔化切割對鐵材料和鈦金屬可以得到非氧化切口。對于鋼材而言,會產生熔化但不汽化的激光功率密度,激光功率密度在104W/cm2到105W/cm2之間。
二、激光火焰切割
激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于它使用氧氣作為切割氣體。在氧氣和加熱金屬之間的相互作用的幫助下,發生化學反應,進一步加熱材料。對于相同厚度的結構鋼,采用這種方法可以獲得的切削率高于熔斷切割。
另一方面,這種方法的切口質量比熔切更差。事實上,產生了更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區面積和較差的邊緣質量。
1、激光火焰切割在加工精密模型和尖角時有缺陷(有燒壞尖角的危險)??梢允褂妹}沖模式激光來限制熱影響區。
2、使用的激光功率決定了切割速度。在給定的激光功率下,限制因素是氧氣的供應和材料的熱導率。
三、激光氣化切割
在激光氣化切割過程中,材料在切割縫處產生氣化,在這種情況下需要非常高的激光功率。為了防止材料蒸氣冷凝結到割縫壁上,材料厚度不得大大超過激光光束直徑,因此只適用于無熔化材料排出的情況。該加工實際上只用于鐵基合金的小型使用領域。
木材和一些陶瓷不能用于鈑金加工,這些材料通常需要更厚的切口。
1、在激光氣化切割中,光束聚焦取決于材料厚度和光束質量。
2、激光功率和氣化熱對焦點位置有一定的影響。
3、板厚不變時,最大切割速度與材料的氣化溫度成反比。
4、所需激光功率密度大于108W/cm2,取決于材料、切割深度和光束焦點位置。
5、板材厚度在一定情況之下。假設有足夠的激光功率,最大切割速度受氣體射流速度的限制。
四、激光加工過程
加工過程是指激光光束、加工氣體和工件之間的作用是相互的。
五、激光切割過程
切割前,激光必須將工件加熱到材料熔化和氣化所需的溫度。
切割平面由一個幾乎垂直的平面組成,該平面吸收激光輻射以加熱和熔化。在激光火焰切割中,進入割縫的氧氣流進一步將熔化區加熱到接近沸點的溫度,產生的氣化把材料移走。 同時,液化物料借助加熱氣體從工件下部排出。
在激光熔化切割中,液化材料與氣體一起排出,從而保護割縫不被氧化。連續熔區沿切割方向逐漸滑動,產生連續的割縫。激光切割過程的許多重要活動都發生在這一領域,對這些活動的分析可以得出關于激光切割的重要信息,可以計算切割速度并解釋牽引線特征的形成。
因此,高效、高能量、高柔軟的激光切割技術是鈑金加工行業的最佳選擇,無論是精度、速度還是效率。一些傳統的難切割或切割質量低的板材,遇到激光切割,問題可以解決,特別是一些碳鋼板加工,激光切割具有不可動搖的地位。