1、2021激光切割技术培训实优秀PPT资料1、激光切割技术的原理、激光切割技术的原理 激光切割的原理是将激光束聚焦成很小光点，使焦点处到达很高的功率密度。这时光束输入由光能转换的热量远远超过被材料反射、传导或扩散局部，材料很快加热至汽化温度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。激光切割的特点激光切割的特点 激光切割的特点是：切缝窄、变形小、精度高、切缝窄、变形小、精度高、速度快、效率高速度快、效率高 首先激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内，所以激光切割可提供：狭的直边割缝；最小的邻近切边的热影响区；极小的局部变形 其次，激光束对工件不旋加任何力，它是无
2、接触切割工具，这就意味着工件无机械变形；无刀具磨损，也谈不上刀具的替换问题；切割材料无需考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料硬度影响，任何硬度的材料都可切割。激光切割的特点激光切割的特点 再次，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因而：与自动化装备相结合很方便，容易实现切割过程自动化；由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力。大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有分量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它具有什么样的硬度，都可进展无变形切割。数控激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；它没有械具消耗，无需修理模具
3、，节约更换械具时间，从而节省加工费用，降低产品本钱。2影响切割的因素影响切割的因素切割工艺与下述因素关系严密：激光模式激光功率光路的稳定性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外表质量与切割相关的各工艺参数如以下图所示：与切割相关的各工艺参数如以下图所示：辅助气体压力割嘴直径透镜焦距材料表面割嘴相对板面距离光束直径焦点割缝宽切割气体类型一一 激光模式激光模式 激光器的模式对切割影响很大，切割时要求到达钢板外表的模式较好。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。二二 焦点位置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
4、焦点位置 示意图示意图 特征特征 零焦距零焦距焦点在工件表面 适用于5毫米以下薄碳钢等。（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，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。切幅喷嘴喷嘴切幅焦点位置与切割面的关系焦点位置与切割面的关系正焦距正焦距焦点在工件表面上 切割厚钢板时采用。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。喷嘴切幅焦点位置焦点
5、位置焦点位置对切割断面焦点位置对切割断面的影响的影响表面1.5mm上 表面0.5mm上 表面2.5mm上 三三 喷嘴喷嘴喷嘴形状、喷嘴孔径、喷嘴高度喷嘴出口与工件外表之间的距离等，均会影响切割的效果。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 3 没有喷嘴时，气体喷出的情况图 4 有喷嘴时，气体喷出的情况喷嘴与切割品质的关系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，防止碰伤以免造成变形。喷嘴形状和尺寸的制造精度
6、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 如下图，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。喷嘴与切割品质的关系喷嘴与切割品质的关系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，厚板那么可能无法切割。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。图 5 同轴度对切割断面的影响喷嘴右边吹气量小激光左边吹气量小
7、喷嘴孔与激光束同轴度的调整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。图 6 调整同轴步骤1用1020瓦的功率，手动打孔。白色不干胶带喷嘴喷嘴取下不干胶纸，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 7 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。图 8 聚焦镜松动注意观察黑点偏离喷嘴中心的方向，调整喷嘴位置图 9 调整喷嘴位置，与激光束同轴正确调整螺
8、钉喷嘴孔径喷嘴孔径 孔径大小对切割质量和穿孔质量有关键性的影响。如果喷嘴孔径过大，切割时四处飞溅的熔化物，可能穿过喷嘴孔，从而溅污镜片。孔径越大，几率越高，对聚焦镜保护就越差，镜片寿命也就越差。喷嘴孔径的比较喷嘴孔径 气体流速（量）熔融物去除能力 小 快 大 大 慢 小喷嘴喷嘴 喷嘴喷嘴1、1.5的差异的差异喷嘴直径 薄板（3mm以下）厚板（3mm以上）切割功率较高，散热时间较长，切割时间亦较长 1 切割面较细 气体扩散面积小，不太稳定，基本可用 1.5 切割面会较粗，转角地方易有溶渍 气体扩散面积大，气体流速较慢，切割时较稳定 喷嘴高度的调整喷嘴高度的调整 喷嘴高度即喷嘴出口与工件外表之间的
9、距离。图 10 喷嘴高度四四 切割速度切割速度1速度过快速度过快如果切割速度过快，可能造成以下后果。可能无法切透，火花乱喷。有些区域可以切透，但有些区域无法切透。整个断面较粗，但不产生溶渍。切割断面呈斜条纹路，且下半部产生溶渍。图 11 速度过快喷 嘴辅 助 气 体无 法 即 时 切断 造 成 斜 角熔 渍切割速度切割速度2速度太慢速度太慢造成过熔，切断面较粗糙。切缝变宽，尖角部位整个溶化。影响切割效率。3确定适当的切割速度确定适当的切割速度从切割火花判断进给速度可否增快或减慢从切割火花判断进给速度可否增快或减慢火花由上往下扩散图 12切割速度正常图 12切割速度正常切割速度火花假设倾斜时，那
10、么说明切割速度太快。图 13 切割速度过快火花呈现不扩散且少，聚集在一起，那么说明速度太慢。图 14 切割速度过慢进给速度适当如图，切割面呈现较平稳线条，且下半部无熔渍产生。图 15 切割速度正常可能无法切透，火花乱喷。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。激光切割的原理是将激光束聚焦成很小光点，使焦点处到达很高的功率密度。大多数有机与无机材料都可以用激光切割。无刀具磨损，也谈不上刀具的替换问题；火花假设倾斜时，那么说明切割速度太快。1、激光切割技术的原理气流过大时，造成切断局部熔化，图 15 切割速度正常如果切割用气体纯度不好要求，不但影响切割的质量，而且会造成镜片的
11、污染。大无法形成良好切割质量。五五 切割辅助气体切割辅助气体选择切割辅助气体的种类和压力时，宜从以下几方面考虑：一般使用氧气切割普通碳钢，低压打孔，高压切割。一般使用空气切割非金属，低压和高压的压力可调为一样，打孔时间设为0。一般使用氮气切割不锈钢等，低压氧气打孔。气体纯度越高，切割质量越好。切割低碳钢板纯度至少99.6%以上，切割12mm以上碳钢板建议氧气纯度99.9以上。切割不锈钢板氮气纯度应到达99.6%以上。氮气纯度越高，切割断面质量越好。如果切割用气体纯度不好要求，不但影响切割的质量，而且会造成镜片的污染。热热切割辅助气体切割辅助气体辅助气体对切割质量的影响辅助气体对切割质量的影响1
12、气体有助于散热及助燃，吹掉溶渍，改气体有助于散热及助燃，吹掉溶渍，改善切割面品质。善切割面品质。2气体压力缺乏时，对切割的影响气体压力缺乏时，对切割的影响a切割面产生熔渍。切割面产生熔渍。b切割速度无法增快，影响效率切割速度无法增快，影响效率.气体压力过高时，对切割质量的影响气体压力过高时，对切割质量的影响3气流过大时，切割面较粗，气流过大时，切割面较粗，且缝较宽。且缝较宽。气流过大时，造成切断局部熔化，气流过大时，造成切断局部熔化，无法形成良好切割质量。无法形成良好切割质量。切割气体辅助气体对穿孔的影响辅助气体对穿孔的影响1气体压力过低时，不易穿透，时间增长。气体压力过低时，不易穿透，时间增
13、长。2气体压力太高时，造成穿透点熔化，形成大的熔化点。气体压力太高时，造成穿透点熔化，形成大的熔化点。所以薄板穿孔的压力较高，厚板那么较低。所以薄板穿孔的压力较高，厚板那么较低。切割有机玻璃时的辅助气体切割有机玻璃时的辅助气体有机玻璃属于易燃物，为了得到透明光亮的切割面，所以选用氮气有机玻璃属于易燃物，为了得到透明光亮的切割面，所以选用氮气或空气，阻燃。如果选用氧气，那么切割质量不够好。或空气，阻燃。如果选用氧气，那么切割质量不够好。必须在切割时根据实际情况进展选择适宜的压力。气体压力越小，必须在切割时根据实际情况进展选择适宜的压力。气体压力越小，切割光亮度越高，产生的毛断面越窄。但气体压力过低，造成切割切割光亮度越高，产生的毛断面越窄。但气体压力过低，造成切割速度慢，板面下出现火苗，影响下外表质量。速度慢，板面下出现火苗，影响下外表质量。
