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激光切割不同材料時需注意哪些事項?
1、結(jié)構(gòu)鋼:這種材料用氧氣切割,效果會很好。當使用氧氣作為加工氣體時,切削刃會輕微氧化。
2、不銹鋼:切割時需要氧氣。如果邊緣氧化不要緊,用氮氣得到的邊緣沒有氧化和毛刺,不需要再做任何處理。
3、鋁:雖然有很高的反射率和導熱率,但厚度小于6mm的鋁可以切割,這取決于合金類型和激光能力。氧氣切割時,切割面粗糙堅硬。使用氮氣時,切割表面光滑。
4、鈦:鈦板用氣和氮氣作為加工氣體切割,其他參數(shù)可參考鎳鉻鋼。
5、銅和黃銅:兩種材料都有很高的反射率和非常好的導熱性。厚度在1mm以下的黃銅可以用氮氣切割,厚度在2mm以下的銅可以切割,加工氣體必須用氧氣。
6、合成材料:切割合成材料時,請牢記切割的危險和可能排放的危險物質(zhì)。
7、有機物:所有有機物切割都有著火的危險。木頭、皮革、紙板、紙張都可以用激光切割,切割刃會。
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焦點位置調(diào)整對切割質(zhì)量的影響
由于激光功率密度對切割速度影響很大,透鏡焦長的選擇是個重要問題。激光束聚焦后光斑大小與透鏡焦長成正比,光束經(jīng)短焦長透鏡聚焦后光斑尺寸很小,焦點處功率密度很高,對材料切割很有利;但它的缺點是焦深很短,調(diào)節(jié)余量小,一般比較適用于高速切割薄型材料。由于長焦長透鏡有較寬焦深,只要具有足夠功率密度,比較適合切割厚工件。
在確定使用何種焦長的透鏡以后,焦點與工件表面的相對位置對保證切割質(zhì)量尤為重要。由于焦點處功率密度,大多數(shù)情況下,切割時焦點位置剛處在工件表面,或稍微在表面以下。在整個切割過程中,確保焦點與工件相對位置恒定是獲得穩(wěn)定的切割質(zhì)量的重要條件。有時,透鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起焦長變化,這就需要及時調(diào)整焦點位置。
當焦點處于位置時,割縫、效率,切割速度可獲得切割結(jié)果。
在大多數(shù)應用情況下,光束焦點調(diào)整到剛處于噴嘴下。噴嘴與工件表面間距一般為1.5mm左右。
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材料表面反射率
對CO2激光器發(fā)射出的10.6mm遠紅外光束來說,非金屬材料對它吸收較好,即具有高的吸收率,面金屬材料則對10.6mm光束吸收較差,特別是具有高反射率的金、銀、銅和鋁金屬等,對這類材料一般不適宜用CO2激光束,特別是連續(xù)波光束來切割。對鋁、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。
黑色金屬鋼鐵類材料及鎳、鈦等對10.6mm的CO2光束有一定吸收率,特別是當材料表面加熱到一定溫度或氧化膜以后,其吸收率還會大幅度提高,從而獲得較好的切割效果。
對不透明材料,吸收率=(1-反射率),與材料表面狀態(tài)、溫度及波長有關(guān)。
材料對光束的吸收率大小在加熱起始階段具有重要作用,但一旦工件內(nèi)部小孔形成,小孔的黑體效應使材料對光束的吸收率接近100%。
材料的表面狀態(tài)直接影響對光束的吸收,尤其是表面粗糙度和表面氧化層會造成表面吸收率的明顯變化。在激光切割實踐中,有時可利用材料表面狀態(tài)對光束吸收率的影響來改善材料的切割性能。
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