激光切割工艺实践 拓展材料 激光切割工艺二.docx

PAGE 14 　　　汇田激光激光切割工艺二＞ PAGE 14 PAGE PAGE 14 PAGE 1 　　　汇田激光激光切割工艺＞ PAGE 1 PAGE PAGE 1 激光切割工艺 切割工艺与下述因素关系紧密： 激光模式 激光功率 焦点位置 喷嘴高度 喷嘴直径 辅助气体 辅助气体纯度 辅助气体流量 辅助气体压力 切割速度 板材材质 板材表面质量（如生锈、异物等） 与切割相关的各工艺参数如下图所示。 　　　　　图 SEQ 图 \* ARABIC 1 切割工艺参数 激光模式 激光器的模式对切割影响很大，切割时要求到达钢板表面的模式较好。这与激光器本身的模式和外光路镜片的质量有直接的关系。 激光束横截面上光强的分布情况称为激光横模。一般笼统地把横模当作激光模式。用符号TEMmn表示各种横向模式。TEM表示横向电磁波，m、n均为正整数，分别表示在x轴和y轴方向上光强为零的那些点的序数，称为模式序数。下图示出了几种不同的激光束横模的光斑。TEM00模又称基模，其光斑中任何一点光强都不为零。若光斑在x方向上有一点光强为零，称为TEM10模；在y方向上有一点光强为零，称为TEM01模。以此类推，模式序数m和n越大，光斑中光强为零的点的数目越多。有不同横向模式的激光束称为多模。 图 2模式光斑 上图中，TEM00模，称为基模。TEM*01模，是单环模，也叫准基模。为了与TEM01区分，特地加上星号*。TEM01模与TEM10模其实可视为相同的模式，因为X、Y轴原本就是人为划分的。下面示出的是几种模式的立体图。 图 3 TEM00模式立体图 图 4 TEM20模式立体图 图 5 TEM23模式立体图 图 6 多模 焦点位置 焦点位置是一个关键参数，应正确调节焦点位置。 焦点位置与切割面的关系 焦点位置 示意图 特征 零焦距 焦点在工件表面 适用于5毫米 （切断面） 焦点在工件上表面，所以，切割光滑，下表面则不光滑。 负焦距 焦点在工件表面下 铝材、不锈钢等工件采用这种方式。 （切断面） 焦点在中央，偏下部因此平滑面范围较大，切幅比零焦距的切幅宽，切割气体流量较大，穿孔时间较零焦距为长。 正焦距 焦点在工件表面上 切割厚钢板时采用（一般使用氧气）。 厚钢板切断时，切断用氧气的氧化作用必须从上面到底面。因厚板之故切幅要宽，这样的设定可得较宽的切幅。切断面和瓦斯切断类似，可以说是用氧气吹断，因此断面较粗糙。 焦点位置对切割断面的影响 表面1.5mm上 表面0.5mm上 表面2.5mm上 焦点寻找 焦点调试方法： 基本思路：使用美纹胶在喷嘴口通过调节焦点距离分别打光，然后查看所击穿的孔的大小，孔最小的那个位置值则为焦点。 找出焦点以后再根据切割工艺寻找最佳焦点进行切割。 喷嘴 喷嘴形状、喷嘴孔径、喷嘴高度（喷嘴出口与工件表面之间的距离）等，均会影响切割的效果。 图 7 喷嘴 喷嘴的作用 防止熔渍等杂物往上反弹，穿过喷嘴，污染聚焦镜片。 控制气体扩散面积及大小，从而控制切割质量。 图 8 没有喷嘴时，气体喷出的情况 图 9 有喷嘴时，气体喷出的情况 喷嘴与切割品质的关系 喷嘴出口孔中心与激光束的同轴度是影响切割质量优劣的重要因素之一，工件越厚，影响越大。 当喷嘴发生变形或有熔渍时，将直接影响同轴度。 故喷嘴应小心保存，避免碰伤以免造成变形。喷嘴形状和尺寸的制造精度高，安装时应注意方法正确。 如果由于喷嘴的状况不良，从而需要要改变切割时的各项条件，那就不如更换新的喷嘴。 如果喷嘴与激光不同轴，将对切割质量产生如下影响。 对切割断面的影响 如图所示，当辅助气体从喷嘴吹出时，气量不均匀，出现一边有熔渍，另一边没有的现象。对切割3mm以下薄板时，它的影响较小，切割3mm以上时，影响较严重，有时无法切透。 图 10 同轴度对切割断面的影响 对尖角的影响 工件有尖角或角度较小时，容易产生过熔现象，厚板则可能无法切割。 对穿孔的影响 穿孔不稳定，时间不易控制，对厚板会造成过熔，且穿透条件不易掌握。对薄板影响较小。 喷嘴孔与激光束同轴度的调整 喷嘴孔与激光束的同轴度的调整步骤如下： 在喷嘴的出口端面涂抹印泥（一般以红色为好），将不干胶带贴在喷嘴出口端面上。如图所示。 图 11 调整同轴步骤1 用10~20瓦的功率，手动打孔。 取下不干胶纸，注意保持其方向，以便与喷嘴相比照。正常情况下，不干胶纸上会留下一个黑点，是被激光烧损的。但如果喷嘴中心偏离激光束中心过大时，将无法看到这个黑点（激光束射到了喷嘴的壁上）。 图 12 喷嘴偏离太大 如果打出的中心点时大时小，请注意条件是否一致，聚焦镜是否松动