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        激光切割加工的影響因素與效果衡量

        在激光加工設備市場中,武漢激光切割加工是最重要的一項應用技術,2015年我國銷售激光切割機約3000臺,激光切割機對剪板機、沖床的替代效應已越來越明顯,繼目前市場較為普及的激光打標應用后,預計高切割速度、高精度、厚板材及大切割幅面為特征的高端大功率武漢激光切割機設備市場有較大的增長空間。 
        激光切割加工的影響因素 
        在激光切割加工中,激光器發出的激光經切割頭的準直及聚焦透鏡匯聚為一點(焦點),操作人員需確保加工的激光束在噴嘴的正中心,并調整噴嘴距板材表面的距離(視板厚而定),噴嘴處噴出高壓氣體,與激光束配合完成切割作業。其主要影響因素有以下幾方面: 
        (1)焦點直徑 
        直徑小,切口窄,切割厚度??;直徑大,切口寬,切割厚度大。 
        (2)焦點位置 
        決定了工件表面光斑大小及切口形狀;最佳的位置取決于材料類型及厚度。 
        (3)功率 
        影響切割板材的厚度;影響加工效率及變形量。 
        (4)切割速度 
        需要與功率、氣體流量等匹配,過小會導致切不透或毛刺的形成。 
        (5)噴嘴直徑 
        小直徑,適合于薄板切割;大直徑,適合厚板切割。 
        (6)氣體 
        氣體的純度影響毛刺形成及切割面氧化情況;氣體流量,板材越薄,氣壓要越大。 
        (7)光束模式 
        單模在薄板切割中效果佳,多模光斑較大,能量分布均勻,適用于厚板切割。 
        激光切割效果的衡量標準 
        面對廣泛的加工材料、靈活的加工形狀,激光切割設備能較好地勝任復雜的加工要求,以高速度、高精度、高質量滿足汽車、航空航天、醫療保健、塑料、電氣和電子、紡織品等行業應用需求。對其切割效果的判斷主要可從以下幾方面進行衡量: 
        (1)粗糙度 
        切割邊緣或多或少存在切割留下的紋路,紋路的深淺決定了切割表面的粗糙度。紋路越淺,說明粗糙度越低,表面越光滑。一般來說,材料厚度越薄,切割表面粗糙度越低;采用氮氣或氬氣切割比氧氣切割表面粗糙度越低。 
        (2)垂直度 
        由于切割光束是通過聚焦而來且光束存在發散的特性,這導致在切割時(尤其是厚板切割時),材料厚度方向不同深度處的光斑大小不一致,從而造成了切割表面與板材表面不能達到絕對的90°,或是上表面較寬或是下表面較寬。一般來說,材料厚度越薄,垂直度越好;光束質量越好,垂直度越好。此外也與具體加工時光斑焦點與材料厚度方向的相對位置有關。 
        (3)毛刺 
        優異的切割,切割邊緣應無毛刺,因存在毛刺需要后續處理。這與具體加工過程的工藝參數匹配、材料類型以及光束質量有關。 
        (4)變形量 
        由于激光切割本質是熱切割,板材不可避免存在變形,優異的切割應盡可能減小由此帶來的不利影響。在薄板切割中需特別注意。一般來說,切割速度越快、割縫越窄、氣體流量越大,變形量越小。

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