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激光切管材加工的关键技术有哪些?激光切割加工厂家共创激光为您梳理

2020-10-21 09:48:15

导光聚焦系统

激光切割设备中,导光系统的作用是将激光发生器输出的光束引导到聚焦光路的切割头。对于激光切割管,为了获得高质量的狭缝,聚焦光束的聚焦光斑直径和功率较小,这使得激光发生器输出低阶模式。

为了获得较小的光束聚焦直径,激光器的横向模越小,好是基模。不锈钢板激光切割的切割头有一个聚焦透镜。激光束经透镜聚焦后,可以获得较小的聚焦斑,从而可以进行高质量的管材切割。

切削头轨迹的控制

在管材切割中,被加工的管材属于空间表面,形状复杂。如果用常规方法编程加工有困难,则要求操作者根据加工工艺要求选择正确的加工路径和合适的参考点。通过数控系统记录各轴的进给状态和基准点的坐标值。然后,利用激光切割系统的空间直线和圆弧插补函数记录加工过程坐标值并生成加工程序。因此,激光与切割管的自动垂直功能的研究也是激光切割的重要技术内容之一。

激光切割时自动控制焦点位置

为了保证激光切割管的切割质量,通过自动测量和控制装置可以保持焦点相对于工件表面的垂直方向不变,这是激光切割管的关键。目前,我们控制激光聚焦位置和激光加工系统的线轴

X-Y-Z的一体化使得激光切割头的移动更加轻盈灵活,可以尽可能的知道焦点的位置,从而避免在加工过程中切割头与切割管或其他物体发生碰撞。

主要工艺参数的影响

激光切割管材在工业社会中应用广泛。被切割的管道也越来越多样化,管道零件也各有其复杂性。因此,根据切割管的材料、形状和加工要求,选择合适的激光切割工艺参数,以获得切割效率和切割质量已成为所有激光切割系统用户关心的问题。

(1)激光功率的影响。

对于输出连续波的激光发生器来说,激光功率对激光切割有重要影响。理论上,激光切割管道设备的激光功率越高,可以获得越高的切割速度,但是结合管道本身的特点,大的切割功率并不是好的选择。当切割功率增加时,激光模式发生变化,会影响激光束的聚焦。在实际的加工中,我们往往选择在小于功率的情况下得到的功率密度,这样才能保证整个激光切割的效率和切割质量。

(2)切削速度的影响。

激光切割管道时,须保证切割速度在一定范围内,才能获得较好的切割质量。如果切割速度慢,过多的热量会积聚在管道表面,热影响面积会变大,切割缝会加宽,排出的热熔料会烧坏切割面,使切割面变得粗糙。当切割速度加快时,管周平均宽度越小,且管径越小,影响越明显。随着切割速度的加快,激光作用时间缩短,管道吸收的总能量减少,管道前端温度降低,切割接头宽度减小。如果切割速度过快,管材切割就不会穿透或连续切割,会影响整个切割质量。

(3)管径的影响。

激光切割管道时,管道本身的特性也会对加工过程产生很大的影响。例如,管径的大小对加工质量有显著影响。通过对激光切割薄壁无缝钢管的研究发现,在工艺参数不变的情况下,激光切割管设备会不断增大切割接头的宽度。

(4)辅助气体的种类和压力。

切割非金属及部分金属管时,可采用压缩空气或惰性气体(如氮气)作为辅助气体,而大多数金属管可采用活性气体(如氧气)。辅助气体类型确定后,辅助气体压力的确定是非常重要的。在高速切割壁厚较小的管道时,应增大辅助气体压力,防止在切割时挂渣;当切割管壁厚度较大或切割速度较慢时,应适当降低辅助气体压力,防止管道切割或连续切割。

激光切割管道时,光束聚焦的位置也是非常重要的。切割时,焦点位置一般在切割管的表面位置。当焦点处于较好的位置时,切割缝小,切割效率高,切割效果也好。在大多数情况下,光束聚焦调节在喷嘴下方,喷嘴与管道表面之间的距离约为1.5mm。同时,激光脉冲波形、光输出方式等因素也对切割效果有一定的影响。

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