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有哪些因素影响激光切割质量?

来源:内容整理    日期:2020-07-02    阅读()

对于金属激光切割机的应用,切割质量是要考虑的首要条件。金属激光切割机具有良好的切割质量,可以为金属制造商创造价值。因此,有必要掌握影响切割质量的因素。那么哪些因素会影响金属激光切割机的切割质量?让我们深入研究细节。

切割速度对金属激光切割质量的影响

切割速度与被切割材料的密度(比重)和厚度成反比。

适当的切割速度可确保平滑的切割线,切割部分的平滑过渡以及工件下部的熔化。

速度过快对金属激光切割质量的影响

1. 可能会导致切割失败,并带有火花,请参见图1。

2. 一些区域可以被切断,而其他区域则不能。

部分切断,部分不切断

速度过快的切削效果(工件后退)

1. 切割部分粗糙。

2. 切割段具有对角线条纹路径,并且在工件的下半部产生过多的熔渣。

速度过低对金属激光切割质量的影响

1. 可能导致钣金过度熔化和切割表面粗糙。

2. 切口将变宽,这可能导致较低的切割精度,并且小圆角或尖角可能会熔化。

3. 切割效率低会影响生产能力。

适当的金属激光切割速度选择

进给速度可以根据切削火花来判断。正常切割时,火花会向下扩散,当速度过高时,火花会堆积;如果火花没有扩散而是聚集在一起,则表明进给速度太低。

喷嘴对金属激光切割质量的影响

根据不同的喷嘴设计,气流条件会有所不同,这将直接影响切割质量。

喷嘴的主要功能

切割喷嘴的作用是

1. 为了防止碎屑(例如熔化的材料)向上反弹并进入喷嘴而损坏镜头。

2. 为了控制气体扩散的面积和大小,它在控制切割质量方面发挥着作用。

喷嘴高度对金属切削质量的影响

正常切割时,喷嘴的跟随高度(喷嘴与工件之间的距离)通常应保持在0.8mm-1.2mm。

太低的高度可能会导致钣金件和喷嘴碰撞,而太高的高度会导致气体扩散,从而在切削底表面产生大量残留物。

此外,为了在使用金属激光切割机的过程中确保高质量的切割,切割喷嘴相对于被切割工件表面的高度必须保持基本相同。

现代激光切割机配备有电感式或电容式传感器反馈设备,可将两者之间的距离自动调节到预定的高度范围。

喷嘴直径对金属激光切割质量的影响

由于金属板,功率和辅助气体的不同,喷嘴孔的选择也会相应改变。

喷嘴的直径为φ1.0mm,φ1.5mm,φ2.0mm,φ2.5mm,φ3.0mm等。当前,喷嘴孔经常以两种尺寸使用:φ1.5mm和φ2mm。

通常,当喷嘴直径小时,气体速度高,并且熔融材料清除能力强。适用于薄板切割,可实现精细切割。

当喷嘴直径大时,气体速度低并且熔融材料的去除能力差。适用于低速切割厚板。

如果使用孔径较大的喷嘴快速切割薄片,则产生的残留物可能会向上飞溅,从而损坏保护镜。

喷嘴变形对金属激光切割质量的影响

在切割过程中,当喷嘴与工件碰撞或摩擦时,喷嘴很容易变形。变形的喷嘴将影响喷嘴中心与激光束的同心度。

当喷嘴的中心和激光束位于不同的轴上时,将产生以下不利影响:

· 它将影响切割部分的质量。从变形或熔化的喷嘴吹出的辅助气体的体积不均匀,从而导致切割部分在一侧烧毁或熔化。切割厚度超过3mm的金属板时,情况可能更糟。有时,它无法穿透。

· 它将影响尖角的质量。当切开尖角时,可能会发生局部过度熔化。切割厚板时,可能无法切割。

· 它将影响穿孔。穿孔不稳定,时间不易控制。厚板的渗透可能会导致过度熔化,并且渗透条件难以控制。薄板的穿孔受到的影响较小。

因此,喷嘴应小心放置,并且不得损坏以避免变形;喷嘴上的熔体应及时清理。同时,喷嘴在制造和正确安装时应高度准确。如果在切割过程中由于喷嘴质量差而改变了条件,则应及时更换喷嘴。

陶瓷环对金属激光切割质量的影响

陶瓷环是金属激光切割机切割头的重要组成部分。其主要功能是传输由激光头喷嘴收集的电信号,这对激光切割机的正常和稳定运行起着重要作用。

激光陶瓷环结构主要由陶瓷体,不锈钢零件和铜针组成。陶瓷主体主要用于保持激光头主体的绝缘。不锈钢件用于确保与喷嘴充分接触,从而将电信号传输到铜针,然后铜针将电信号传输到传输线,然后信号由内部电路发送到控制器激光头。

我们经常无缘无故地遇到设备故障,激光头撞到工作表面以及其他故障。实际上,这是由于不良的激光陶瓷环引起的电信号的不稳定性或损失所致。

那么如何选择陶瓷环?

· 选择陶瓷环和镀金铜针。为了减少信号传输过程中的损耗,由于金具有最佳的导电性,因此在优质陶瓷环的铜针上电镀了纯金。

· 检查陶瓷体的质量。陶瓷体的上下表面应具有高度的平行度。同时,陶瓷体上部的锥形表面应具有高度的光滑度,并且不应有碰伤或划痕,否则可能容易产生涡流并可能影响切削效果。

· 检查装配质量。不锈钢件应紧紧固定在陶瓷体上,并且不得有抬起,变形或间隙。

陶瓷环,喷嘴和保护镜虽然很小,但却是激光切割机的重要消耗品,选择合适的产品,不一定是最好的,但必须确保质量,以保护激光切割

激光功率对金属激光切割质量的影响

激光功率对切割过程和质量有决定性的影响。

选择合适的切割功率进行切割,切割部分将光滑且不会熔化。

1. 如果激光功率太小,则热量不足,下边缘附近的熔融产物的温度较低,粘度较高,因此高压气流无法将其完全吹走并停留在切割表面的下边缘会产生渣。在严重的情况下,甚至不可能切割并形成切口。

功率太小导致结霜

1. 如果激光功率太大,则热量输入太大,因此工件的熔化范围大于高压气流可以驱除的范围,并且熔融金属不能完全吹走。气流产生过度燃烧。

功率过大导致过度燃烧和宽切口

镜头焦距和焦点位置对金属激光切割质量的影响

短焦距镜头适用于高速切割薄材料,而长焦距镜头适用于切割较厚的工件。

我们在工件顶面上将焦点位置定义为0。焦点在工件顶面上方为正,焦点在顶面下方为负。

工件越厚,焦点越高,但焦点的高度应保持在一定范围内。如果超出范围,将不会被切割甚至切穿。

当正焦点切割16mm碳钢时,如果焦点过高,则该部分的下表面会被熔化物覆盖;如果焦点太低,该部分的下表面将被氧化皮覆盖

正焦点16毫米碳钢切割段

切割8mm不锈钢时,适合使用负焦点切割。焦点位置在平板表面以下,切割表面均匀,切割部分良好。然而,当切割直角时,容易反射蓝光并且切割能力受到限制。

负焦点8mm不锈钢切割部分

客户可以根据切割不锈钢和碳钢时的正负聚焦效果的不同,选择正确的聚焦切割方法,结合自身的加工需求,以最大化生产效率。

辅助气体对金属激光切割质量的影响

辅助气体不仅可以及时吹走炉渣,还可以起到冷却工件和清洁镜片的作用。可以使用不同的辅助气体来更改切割速度和切缝的表面质量。这对于切削特殊金属具有重要意义。

辅助气体的选择

通常,压缩空气适用于切割铝,非金属和镀锌钢板,这可以减少氧化膜并在一定程度上节省成本。当切割板不是很厚且切割端面的要求不太高时使用,例如某些钣金底盘,橱柜和其他产品行业。

氮气是一种惰性气体,可防止切割过程中产品的切割端面氧化并防止燃烧(当板材较厚时很容易发生。可以为需要高切割端面且未经处理的产品选择氮气。例如,一些装饰工业,航空航天等特殊零件;

氧气主要起助燃剂的作用,使激光切割机在切割过程中提高速度并增加切割厚度。氧气适用于厚板切割,高速切割和非常薄的板切割,例如某些大型碳钢板和某些较厚的碳钢结构件,都可以使用氧气。

辅助气体纯度对金属激光切割质量的影响

氮的纯度影响切割的质量。水会损坏激光,因此气体水平至少应为4.5。

实践表明,氧气纯度降低2%会使切割速度降低50%,并导致切割质量明显下降。

辅助气压对金属激光切割质量的影响

1)切削气压力过高时,切削面粗糙,缝隙变宽;同时,切割部分被部分熔化,不能形成良好的切割部分。

2)当切割气体的压力不足时,在切割过程中会产生熔体,并且切割速度不能满足生产效率。

加工材料对金属激光切割质量的影响

处理材料表面的处理会对激光切割产生负面影响,例如镀锌,涂漆,阳极氧化或覆盖有多层塑料薄膜等。经过锌处理的板材可能会在边缘产生熔渣。

带有锈迹,油脂,绣花斑点的盘子应先清洗然后切开;如果无法清洗,应增加辅助气体的功率和压力,以免切断不完全。

如果表面上有生锈的区域或氧化层,切口的轮廓将不规则,并且会出现许多断点。

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