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激光切割加工技術(shù)在鈑金加工中的應(yīng)用? 鈑金的加工方式 鈑金(金屬薄板厚度在6mm以下)的切割工藝包括:激光切割加工、等離子切割、火焰切割、剪板機、沖壓……等。其中, 激光切割加工技術(shù) 是近幾年來興起蓬勃發(fā)展的,也是受用戶認可的。在金屬板材切割領(lǐng)域,從微米級的超薄板到數(shù)十毫米的厚板,激光都可以進行完美有效的切割。 從某種意義上說,激光切割加工機為鈑金加工帶來了一次重大的工藝革命。相對于傳統(tǒng)的切割方式,激光切割加工機更易懂、易學(xué),并在商家需求的加工效果、速度方面都有著 的優(yōu)勢,因此相信在未來的切割方式選擇中,激光切割加工機乃大勢所趨。 激光切割加工技術(shù)的科普 激光技術(shù)是二十世紀與原子能、半導(dǎo)體及計算機齊名的四項重大發(fā)明之一,被稱為“快的刀”、“準的尺”、“亮的光”。歷時一個世紀激光技術(shù)厚積薄發(fā),在二十一世紀,激光技術(shù)與先進裝備兩者完美結(jié)合,形成了激光切割加工技術(shù),推動了先進制造設(shè)備業(yè)的發(fā)展。 利用高功率、高密度的激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至氣化溫度,蒸發(fā)形成孔洞,隨著光束對材料的移動,孔洞連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫,完成對材料的切割——這就是激光切割加工。于是,激光技術(shù)廣泛滲透到金屬加工、鋼鐵、航空航天、汽車制造、醫(yī)療設(shè)備等各個加工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 激光切割加工技術(shù)在鈑金加工的應(yīng)用優(yōu)勢 首先,激光能聚焦成極小的光斑,可進行微細和精密加工,如微細窄縫和微型孔的加工。其次,激光幾乎可以切割所有材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。 ,激光加工不需用刀具,屬于非接觸加工,無機械加工變形。 因此,具有、高能量及高柔軟性的激光切割加工技術(shù),無論是從精度、速度還是效率方面說,都是鈑金加工行業(yè)不二的選擇。一些傳統(tǒng)難切割或者切割質(zhì)量不高的板材,遇到激光切割加工后,難題可謂迎刃而解,特別是一些碳鋼板的加工,激光切割加工更是有著不可撼動的地位。 可見,金屬激光技術(shù)改變了傳統(tǒng)的鈑金加工“游戲規(guī)則”,也改變了我們對于產(chǎn)品制造的思維方式。
激光切割加工是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而實現(xiàn)將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。 激光切割加工可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。 1)激光汽化切割:利用量密度的激光束加熱工件,使溫度上升,在非常短的時間內(nèi)達到材料的沸點,材料開始汽化,形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大,在蒸氣噴出的同時,在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。 激光汽化切割多用于薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。 2)激光熔化切割:激光熔化切割時,用激光加熱使金屬材料熔化,然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的壓力使液態(tài)金屬排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金屬汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割,如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。 3)激光氧氣切割:激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割。它是用激光作為預(yù)熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發(fā)生氧化反應(yīng),放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出,在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱,所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。 4)激光劃片與控制斷裂:激光劃片是利用量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器。控制斷裂是利用激光刻槽時所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力,使材料沿小槽斷開。
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