激光切割国产板材若干问题的探讨

作为一种先进的材料切割方法，激光加工已越来越受到钣金生产商的接受。随着计算机控制技术和光学技术的不断发展，人们对其处理能力的期望越来越高。这种期望不仅是为了能够切割，而且是为了良好而快速地切割。当然，不能给出答案的加工机性能，而加工材料的质量直接影响答案的效果。激光加工开始于欧洲，美洲和日本。在1980年代，激光加工机制造商对钢材的生产提出了特殊的质量要求，因此有一些特种激光钢与普通钢不同，但价格较高。以激光加工作为主要切割方法，激光专业材料被用作25mm以下普通钢板的标准材料。但是，由于中国的发展太快，钢铁生产已经适应不了，因此中国钢铁与进口钢铁之间存在区别。主要区别在于钢中杂质的含量，钢表面的处理以及运输和存储，这导致了中国板材难于切割的现状。今天，中国的粗钢产量不仅是世界的，而且还占全球产量的50％以上。发展中国家，甚至澳大利亚和韩国等一些发达国家也使用中国板材来节省成本，因此与其指望中国钢材适应激光切割，不如研究和提出可以加工高品质劣质材料的方法和建议，质量。本文提出了一些考虑因素，以扔砖头和吸引玉器。 [中厚板加工中遇到的问题] 1.碳钢厚板的穿孔问题占厚板加工中穿孔时间的很大一部分。各种激光制造商已经开发了快速穿孔技术。最具代表性的是高能射孔（爆炸孔），该方法的优点是速度快（1秒，以t16mm为例，下同），但缺陷不仅影响加工小形状，巨大穿孔过程中注入的能量会增加板材的温度，进而影响整个切割过程。但是，如果使用低功率脉冲打孔，时间会很长（12秒），这将导致切割效率降低和单位成本增加。 2.切割表面的质量。图1和图2显示了加工中厚板时经常遇到的切割部分。这样的切割不仅受到成品质量的质疑，而且还伴随着过度燃烧和严重的粘渣现象。这样就无法体现出与其他切割方法不同的高价激光加工机的价值。图1.碳钢切割表面图2.不锈钢切割表面3.整板加工稳定性问题在家用钢的整板加工中，经常会出现局部加工缺陷。即使加工机器处于良好状态，有时这种现象也是非常随机的。为了处理本地有缺陷的产品并极大地影响整个工作计划，以下是无法解释的加工失败的一些分析和对策。 [解决上述问题的方法] 1.顾名思义，峰穿孔（HPP）方案是使用占空比较小的高峰值脉冲激光，并在材料表面喷涂非燃料，以达到最佳效果。移除开口边缘的附件，并控制脉冲。穿孔，同时以合理的频率冷却。其特点是时间较长（3秒），但孔直径小（约phi，4mm），孔边缘无附着物，热量输入低，便于常规切割处理。普通打孔效率提高了4倍。图3.显示了正常穿孔，HPP穿孔和高能穿孔之间的差异。图3.高能射孔HPP射孔2.切割截面改进计划对于碳钢，重要的是改善切割部分的一个因素是控制输入到板上的热量，并确保激光照射的部分完全燃烧。三菱电机开发的K-CUT处理条件很好地完成了这一任务。图4.传统条件和K-CUT条件在同一国内板上的效果比较。对于不锈钢而言，改善切割截面的重要因素是光束的改善（聚焦深度的改善）和辅助气体的有效利用。光亮表面切割技术是为了改善振荡器和喷嘴获得的结果。图5.改善的效果。断面上部的粗糙度为8mu，下部的粗糙度为12mu，与机械加工相当。图4.碳钢板的K-CUT效果。图5.不锈钢板的光亮表面切割效果。 3.确保加工方案的稳定性。为了提高加工机的运行速度，激光机大多采用通常称为飞行光路的结构。即，材料托盘不移动，并且处理头在整个可处理区域中移动。为了补偿加工头和光源的相对位置的变化，每个制造商还试图确保光斑在加工范围内的一致性，通常使用可变曲率折射镜。尽管这种方法结构简单，但会改变聚焦深度，从而难以切割对聚焦深度极为敏感的中厚板（必须同时保持光斑和聚焦深度）。三菱电机采用的等长光路（在加工范围内，光源与加工头之间的光传播路的长度相等）可以避免焦点深度的变化，从而使光斑和焦点深度保持一致。另外，对热量输入的重视使得可以控制板的累积热量，这很好地解决了稳定性问题。图6示出了等距光路的原理以及在处理区域中的不同位置处的处理效果。图6.等距光路的原理和效果