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10年激光行业老匠人分享的技巧:激光切割机的工艺参数确定方法

来源:www.laser08.com 时间:2022-08-04 点击:688
 激光切割工艺取代了传统的隐形光束机械刀。具有精度高、切割速度快、切割图案不限、自动调整省料、切割光滑、加工成本低等优点,正在逐步被改进或取代传统的金属切割设备。激光切割头的机械部分不接触工件,使用过程中不划伤工件表面;激光切割速度快,切割光滑均匀,通常不需要后处理;受热引起的剪切面积小,板材变形小,剪切量(0.1mm~0.3mm);切口中没有机械应力和毛刺;加工精度高,再现性好,材料表面损伤小,CNC编程,各级加工,无需开模即可切割整块大板,便宜又快捷。
激光切割机的组成
激光切割设备主要由激光器、光控系统、数控运动控制系统、自动切割头高度调节、工作平台和高压气吹系统组成。激光切割过程受许多参数的影响,其中一些参数取决于激光器和机器的技术特性,其中一些参数会有所不同。激光切割的主要参数有:
1张光束图
初级模式,也称为高斯模式,是切割的理想模式,特别是对于 1 kW 以下的低功率激光器。多模式是高阶模式的混合。同等性能下,多模模式对焦差,裁剪能力低。单模激光器的切割功率和切割质量优于多模激光器。
2 激光效果
激光切割所需的激光功率在很大程度上取决于被切割材料的要求、材料的厚度和切割速度。激光功率对切割功率、切割速度、切割宽度等影响很大。一般来说,随着激光功率的增加,被切割材料的厚度增加,切割的速度和宽度也随之增加。
3个焦点位置
焦点的位置对切口的宽度有很大的影响。通常,对齐大约是材料表面下方材料厚度的 1/3,切削深度最大,钳口宽度最小。
4个重点
在切割较厚的钢板时,必须使用较长的焦距半径才能获得良好的垂直切割面。景深越大,光斑直径越大,功率密度越低,切割速度越慢。为了保持一定的切割速度,有必要增加激光功率。切割薄板时,建议使用焦距短的光束,使光斑直径小,功率密度高,切割速度快。
5种辅助气体
氧气被广泛用作切割低碳钢的切割气体,利用铁和氧气的燃烧反应热来加速切割过程,具有切割速度快、切割质量好、切割无渣等特点。这是可以实现的。压力增加,动能增加,渣流量增加;用于切割的气压大小取决于材料因素、板材厚度、切割速度和切割表面的质量。
6 喉舌设计
喷嘴的结构和形状以及发出的光量也会影响激光切割的质量和效率。不同类型的手术需要不同的咬嘴。常用的喷嘴形状:圆柱形、圆锥形、方形等形状。在激光切割中,通常采用同轴分散法(气流与光轴同心)。如果气流不与光轴对齐,则在手术过程中很容易产生更多的突起。为保证切割的稳定性,通常需要调整喷嘴尖端与工件表面的距离,通常为0.5-2.0mm,以使切割能够顺利进行。
近年来,在 PBF 和 DED 上发表了几篇金属 DA 评论。然而,目前似乎没有关于材料系统、材料设计、制造、问题以及不同材料组的微观结构和机械性能之间的关系的完整概述。因此,本综述的目的是分析电解沉积材料,包括单片、双金属和多组分系统。这些材料包括钛合金、钢、铝合金、镍合金、钴合金、金属间合金、形状记忆合金(SMA)、高熵合金(HEA)、陶瓷、复合材料、功能梯度材料和多层材料。重点是 DED 工艺参数、打印元件的微观结构和机械性能之间的关系。合金设计、自由框架涂层、材料涂层和 EDM 修复也包括在内。最后,强调了该领域的主要挑战和机遇。
2. DED涂层材料体系,其微观结构和力学性能。
对 IM 的功能和结构材料开发的兴趣正在迅速增长。这种对高性能行业的兴趣,包括汽车、航空航天、军事和生物医学领域,导致对用于增材制造的各种材料的研究进行了大量投资。本节列出了最近报告的使用 DED 方法处理的材料。讨论了加工参数对加工材料的微观结构和机械性能的影响,并强调了当前在工业可靠设计部件开发方面的科技差距。迄今为止,已经用 DED 方法处理了各种材料,并取得了不同程度的成功。这份材料清单可分为两类:(1)常用的精加工材料,如钛基合金、合金钢、不锈钢、工具钢、钛基合金、镍基合金、合金铝基; (2)钴基合金、金属间化合物、SMA、HEA、陶瓷、复合材料和功能梯度材料等新型添加剂。
合金钢含有 1.0-50%(重量)的合金元素,广泛用作汽车、船舶、石油和化学工业的建筑材料。它们具有高强度和良好的韧性,以及优异的耐磨性和耐腐蚀性。合金钢可以通过各种成型和连接操作来成型。在低氧环境下制造可以提高合金钢零件的机械性能。当然,IM合金钢在许多行业都有应用,并且是一个不断发展的研究领域。
与传统碳钢相比,合金元素的添加提高了机械性能和耐腐蚀性。迄今为止,已经有几种低合金钢采用 DED 方法成功加工。光等人。研究了能量密度对 DED 涂层 12CrNi2Y 钢的最终微观结构、涂层密度和机械性能的影响。对于使用的所有能量密度,局部最大相对密度为 98.95%。 EDM 零件从低能量密度的多边形铁素体转变为更高能量密度的粒状贝氏体。
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