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简单介绍切割的分类
作者:武汉拓晟  来源:本站  发表时间:2010/9/24 12:20:50  点击:4411
激光切割的主要特性
     1.激光切割切缝窄,工件变形小。
激光束聚焦成很小光点(其最小直径可小于0.1MM),使焦点处达到很高的功率额度(可超过106W/cm2)。这时光束输入(同光能转换)的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部他,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(如0.1mm左右)的切缝。切边受热影响很少,基本没有工作变形。
     切割过程中还添加与被材料相适合的辅助气体。钢切割时利用氧作为辅助气体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一灯塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致匀片过热。
    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,许多金属产,不管它具有什么样的硬度,都可进行无变形切割 (目前使用最先进的激光切割系统可切割工业用钢的厚度已可接近20mm)。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割(某些难切割材料可使用脉冲波激光束进行切割,由于极高的脉冲波峰值功率,会使材料对光束的吸收系数瞬间急剧提高)。
     激光切割无毛刺、皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电制造行业来说,由于微机程序控制的现代激光系统能方便不同形状与尺寸的工作(工作图纸也可修改),它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度还慢于模冲,但它没有模具消耗,无需修理模具,还节约更换模具时间,从而节省加工费用,降低产品成本,所以从总体上讲在经济上更为合算。
另一方面,从如何使用模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看,激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的优选制造手段,由于不需高级模具制作工,激光切割运转费用也并不昂贵,因此还能显著地降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是横具切边会产生一个浅硬化层(热影响区),提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势,由此提高了锯片使用寿命。
    2.激光切割是一种高能量密度可控性好的无接触加工
激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点,把它应用于切割有许多特点:
首先,激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内,它可提供:
⑴狭的直边割缝;
⑵最小的邻近切边的热影响区;
⑶极小的局部变形。
其次,激光束对工件不施加任何力,它是无接触切割工具,这就意味着
⑷工件无机械变形;
⑸无刀具磨损,也谈不上刀具的替换问题;
⑹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。再次,激光束可控性强,并有高的适应性和柔性,因而:
⑺与自动化装备相结合很方便,容易实现切割过程自动化;
⑻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;
⑼与计算机结合,可整张板排料,节省材料。
    2.激光切割具有广泛的适应性和灵活性
与其它常规加工方法相比,激光切割具有更大的适应性。
首先与其它热切割方法相比,同样作为热切割过程,别的方法不能象激光束那样集中能量于一个极小区域,结果导致切口宽、热影响区大和较明显的工件热变形。激光能切割非金属,而其它热切割方法则不能。
     1.氧-可燃体(如乙炔)切割。它设备体积小,投资低,可切割厚度达1m的钢板,是很灵活的切割工具。这个切割过程依靠氧与被火焰加热到材料燃点以上温度的基材(如铁当870℃温度时在氧存在条件下开始燃烧)发生的化学反应。这种方法主要用来切割低碳钢,虽然可以添加化学剂或金属粉末来促进氧化反应以切割含铬、镍铁合金,但由于它热输入影响大、切割速度低,很少被用来切割20mm以下要求尺寸精确的材料。
    2.等离子切割。当一束气流(如氩)吹过压缩高电流电弧喷嘴形成高温等离子炎焰,可熔化大多数金属。其切割速度显著快于氧乙炔焰切割而与高功率激光切割相仿,但其切割质量较低,切边顶部呈圆头状,切边明显起波浪形,而且还要防止由电弧产生的紫外线幅射危险。它稍优于激光切割之处就是较适合切割较厚度钢板和对光束反射率高的铝合金等。
其次,与机械冲压加工相比,机械性冲、剪、锯切加工需要刚性夹持工作,在运作硬、脆材料时会产生切割刀刃变形、毛一剌和经常性的磨刃和更换等困难,使用户不得不考虑一次性投资虽高、但切割刃口不接触工件的激光切割所带来的种种优势性。
    3.模冲。大量生产零件采用模冲方法单件成本低,生产周期短;但它对设计上的变化的适应性很差,新模具需要长的设计、制造周期,造价又高,对中、小规模生产来说,激光切割的特长就会充分显示。再者,激光程控切割便于工件紧密编排套裁省料,而模冲则需要每个工作周围预留材料余量。
    4.复杂零件会段冲切。一般情况下,冲床经常要冲切比模具尺寸大得多的工件,有些工件还很复杂,这就导致切边呈许多小贝壳状刃口中,需要第二次预备性加工整修。另外冲头会形成比激光切割宽得多的切口,产生大量铁屑。
    5.锯切。对薄金属,其切割速度明显比激光切割慢,而且,激光作为一个灵活的无接触、仿形切割工具,可从材料任何一点开始向任何一个方向进行切割,面这一点对锯切是较难做到的。
再次,与热切割和机械切割以外的其它方法比较,激光切割也有其独特之处。
    6.电加工。一般,有利用电腐蚀或溶解效应的电火花加工和电化学加工两种方法,用于坚硬材料的精细加工,切口粗糙度较好,但切割速度要比激光切割慢几个数量级。
     7.水切割。把水泵至压力为2700~5500kg/cm2、通过由小直径蓝宝石喷形成高压水流,可切割许多非金属材料,但这种切割方法的运转费用很高。
 
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