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辅助气体
辅助气体纯度
辅助气体流量
辅助气体压力
切割速度
板材材质
板材表面质量
与切割相关的各工艺参数如下图所示。
激光器的模式对切割影响很大,切割时要求到达钢板表面的模式较好。
这与激光器本身的模式和外光路镜片的质量有直接的关系。
2焦点位置
焦点位置是一个关键参数,应正确调节焦点位置。
1.
焦点位置与切割面的关系
2.焦点位置对切割断面的影响
表面1.5mm上
表面0.5mm上
表面2.5mm上
-/./
/Z/iKZ-'
3.焦点寻找
1)焦点调试方法:
2)将割嘴拿下,将Z轴降到板面上2-3mm。
3)速率倍率100%,执行程序P000001。
4)移动y轴到划痕最细点。
5)焦点位置为z=Z+YX0.3z:
焦点位置z轴坐标。
Z:
当前z轴坐标。
丫:
当前y轴坐标。
6)装上割嘴,将焦点微调调至刻度5,执行随动。
7)调节焦点,使其Z轴坐标达到4)的值。
再锁紧。
8)此时焦点调节为板面0。
3喷嘴
喷嘴形状、喷嘴孔径、喷嘴高度(喷嘴出口与工件表面之间的距离)等,均会影响切割的效果。
图2喷嘴
1.喷嘴的作用
(1)防止熔渍等杂物往上反弹,穿过喷嘴,污染聚焦镜片
(2)控制气体扩散面积及大小,从而控制切割质量。
图3没有喷嘴时,气体喷出的情况
图4有喷嘴时,气体喷出的情况
2.喷嘴与切割品质的关系
喷嘴出口孔中心与激光束的同轴度是影响切割质量优劣的重要因素之一,工件越厚,影响越大。
当喷嘴发生变形或有熔渍时,将直接影响同轴度。
故喷嘴应小心保存,避免碰伤以免造成变形。
喷嘴形状和尺寸的制造精度高,安装时应注意方法正确。
如果由于喷嘴的状况不良,从而需要要改变切割时的各项条件,那就不如更换新的喷嘴。
如果喷嘴与激光不同轴,将对切割质量产生如下影响。
a.对切割断面的影响
如图所示,当辅助气体从喷嘴吹出时,气量不均匀,出现一边有熔渍,另一边没有的现象。
对切割3mm以下薄板时,它的影响较小,切割3mm以上时,影响较严重,有时无法切透。
激光
图5同轴度对切割断面的影响
b.对尖角的影响
工件有尖角或角度较小时,容易产生过熔现象,厚板则可能无法切割。
c.对穿孔的影响
穿孔不稳定,时间不易控制,对厚板会造成过熔,且穿透条件不易掌握。
对薄板影响较小。
3.喷嘴孔与激光束同轴度的调整
喷嘴孔与激光束的同轴度的调整步骤如下:
(1)在喷嘴的出口端面涂抹印泥(一般以红色为好),将不干胶带贴在喷嘴出口端面上。
如图所示。
-白色不干胶带
图6调整同轴步骤1
(2)用10~20瓦的功率,手动打孔。
(3)取下不干胶纸,注意保持其方向,以便与喷嘴相比照。
正常情况下,不干胶纸上会留下一个黑点,是被激光烧损的。
但如果喷嘴中心偏离激光
束中心过大时,将无法看到这个黑点(激光束射到了喷嘴的壁上)。
图7喷嘴偏离太大
(4)如果打出的中心点时大时小,请注意条件是否一致,聚焦镜是否松动。
正确
图8聚焦镜松动
(5)注意观察黑点偏离喷嘴中心的方向,调整喷嘴位置<
调整螺钉
图9调整喷嘴位置,与激光束同轴
4.喷嘴孔径
孔径大小对切割质量和穿孔质量有关键性的影响。
如果喷嘴孔径过大,切割时四处飞溅的熔化物,可能穿过喷嘴孔,从而溅污镜片。
孔径越大,
几率越高,对聚焦镜保护就越差,镜片寿命也就越差。
喷嘴孔径的比较
喷嘴孔径
气体流速(量)
熔融物去除能力
小
快
大
慢
喷嘴©
1、©
1.5的差异
薄板(3mm以下)
厚板(3mm以上)
切割功率较咼,散热时间较长,切割时间
亦较长
©
1
切割面较细
气体扩散面积小,不太稳定,基本可用
1.5
切割面会较粗,转角地方易有溶渍
气体扩散面积大,气体流速较慢,切割时较稳定
5.喷嘴高度的调整
喷嘴高度即喷嘴出口与工件表面之间的距离
工件
图10喷嘴高度
0.5到
电容传感器控制盒EG495
调节EG495调节盒上带刻度电位器,其刻度基本上代表喷嘴与板面之间的距离(
10mm)。
比如,刻度为1.5,喷嘴与板面之间的距离为1.6mm左右随动传感器
随动传感器的调整,务必按照要领进行。
4切割速度
1.速度过快
如果切割速度过快,可能造成以下后果。
1)可能无法切透,火花乱喷。
2)有些区域可以切透,但有些区域无法切透。
3)整个断面较粗,但不产生溶渍。
4)切割断面呈斜条纹路,且下半部产生溶渍。
\\//
喷嘴
r
L辅助气体
\\
无法即时切~川】I:
〕丄口
断造成斜角熔渍
图11速度过快
2.速度太慢
1)造成过熔,切断面较粗糙。
2)切缝变宽,尖角部位整个溶化。
3)影响切割效率。
3.确定适当的切割速度
从切割火花判断进给速度可否增快或减慢
1)火花由上往下扩散
图12切割速度正常
2)火花若倾斜时,则说明切割速度太快。
图13切割速度过快
3)火花呈现不扩散且少,聚集在一起,则说明速度太慢。
图14切割速度过慢
进给速度适当
如图,切割面呈现较平稳线条,且下半部无熔渍产生。
In
图15切割速度正常
5切割辅助气体
选择切割辅助气体的种类和压力时,宜从以下几方面考虑:
一般使用氧气切割普通碳钢,低压打孔,高压切割。
一般使用空气切割非金属,低压和高压的压力可调为一样,打孔时间设为0。
一般使用氮气切割不锈钢等,低压氧气打孔。
气体纯度越高,切割质量越好。
切割低碳钢板纯度至少99.6%以上,切割12mm以上碳钢板建议氧气纯度99.9以上。
切割不锈钢板氮气纯度应达到99.6%以上。
氮气纯度越高,切割断面质量越好。
如果切割用气体纯度不好要求,不但影响切割的质量,而且会造成镜片的污染。
切割速度无法增快,影响效率
1.辅助气体对切割质量的影响
(1)气体有助于散热及助燃,吹掉溶渍,改善切割面品质
(2)气体压力不足时,对切割的影响
a.切割面产生熔渍。
b.
(3)气体压力过高时,对切割质量的影响
a.气流过大时,切割面较粗,且缝较宽。
b.气流过大时,造成切断部分熔化,无法形成良好切割质量。
2.辅助气体对穿孔的影响
(1)气体压力过低时,不易穿透,时间增长。
(2)气体压力太高时,造成穿透点熔化,形成大的熔化点。
所以薄板穿孔的压力较高,厚板则较低。
3.切割有机玻璃时的辅助气体
有机玻璃属于易燃物,为了得到透明光亮的切割面,所以选用氮气或空气,阻燃。
如果选用氧气,则切割质量不够好。
必须在切割时根据实际情况进行选择合适的压力。
气体压力越小,切割光亮度越高,产生的毛断面越窄。
但气体压力过低,造成切割速度慢,板面下出现火苗,影响下表面质量。
6激光功率
激光功率对切割过程和质量有决定性的影响。
1•功率太小无法切割
图16功率太小
2•功率过大,整个切割面熔化
图17功率过大
3•功率不足,切割后产生熔渍
d辅助气体
图18功率不足
4•功率适当,切割面良好,无熔渍
&
\」JL
图19功率适当
第二章切割工艺参数表
注意:
以下切割参数仅供参考,应根据实际情况调整。
ROFIN激光器
1.DC015切割不锈钢
原料
厚度
[mm]
焦距
长度
[inch]
焦占八、、八、、
位置
激光功
率[W]
[m/min]
引入线速度
气体
压力
N2
[bar]
喷嘴
-0
板距
穿孔
子程
序
时间
(PL
CR1)
穿孔脉
冲
1
7.5
-0,5
1500
5
3
10
1,5
0,8
9005
P0
(CW)
2
-1
4
2.5
12
20
-3
1.6—1.8
0.2
15
0.8
9008
50
7,5
-4
1.4
0.15
17,5
200
注:
在材料参数中必须把小于等于2毫米的不锈钢穿孔子程序设为9005,引入线速度为切割速度的60%,大于2毫米的不锈钢穿孔子程序设为9008,弓I入线速度为切割速度的10%。
在机器型号中,氧气切割全部厚度板和高压氮气切割w2毫米板要选择SLCF-L1530(N)型号
的机器,高压氮气切割>2毫米板要选择SLCF-L1530-N-Stainless型号的机器。
2.DC015切割低碳钢
焦占
八、、八、、
[mm
]
[W]
切割速
度
引入线速度
穿孔气压
02
切割气压
O2
喷嘴
[m
m]
穿孔时
间
(PLC
R1
穿孔脉冲
(满功率)
750/1500
4/5
一
3/1.5
1.5
9001
P0(CW)
800
3.5
900
100
1.2
9002
300
P3(35Hz,
18%)
—
1000
6
1.8
1,2
2000
8
1.3
0.9
9003
4000
P2(35Hz,
25%)
P1(35Hz,
33%)
1,1
0.7
5000
同上
8000
3.DC025切割不锈钢
喷嘴板距[mm]
2400
8-10
10-12
1,5
0,8
P0(CW)
-1.5
5.0-7.0
0.5
3.5-4.0
0.3
17.5
-5
1800
0.16
18
500
-6--7
1100
4.DC025切割AIMg3
2500
-2.5
-3.5
16
在机器型号中,氧气切割全部厚度板和高压氮气切割w2毫米板要选择SLCF-L1530(N)型号
5.DC025切割低碳钢
引入线速度
穿孔气压
。
喷嘴板距
[mm]
CR1
750/220
5/6
P3(35Hz,15%)
1500/25
00
2/2.5
1/0.8
1,2
P2(35Hz,18%)
P1(40Hz,22%)
1700
1600
6000
14
7000
0.6
二PRC激光器
1.PRC激光器切割不锈钢
不锈钢厚度-切割速度曲线如下所示
进给速率进给速率
米/分钟英寸/分钟
=
-
、
1ILI
11「11
~一___
..
——-
JILI
一―
■II
iiie
1-1-11
till-
1111
rrf1!
11111
Ir1■
mni1/3inch0,04m
材料厚度
图20不锈钢厚度—速度曲线
表1PRC激光器切割不锈钢参数表
不锈钢厚度mm
光束直径(mm)
19
辅助气体/压力(bar)
N2/8
N2/10
N2/13
N2/15
N2/17
N2/18
N2/20
透镜焦距("
)
喷嘴直径(mm)
喷嘴高度(mm)
割缝宽(mm)
0.1
0.12
焦点位置(mm)
-0.5
-2
-4.5
-6
SP
频率(Hz)
250
功率(W
600
1350
占空比(%
25
停延时间(s)
焦点(mm
辅助气体O压力(bar)
小圆
CW
750
1200
120
15000
2200
55
速度(mm/min)
1300
700
大圆
3000
切割
500-800
275
3500
2700
350
5600
3750
CW—连续波SP—超强脉冲GP—门脉冲
注意事项:
1)在最高切割速度下,边缘修整质量和辅助气体压力取决于材料的合金成分、辅助气体的纯度。
2)氧气切割完成后,必须净化氧气(将氮气充入气路片刻);
否则,氧气与氮气混合后,会导致切割边缘呈蓝色或褐色。
3)如果切割厚度》4mm,切割巾1.5mm孔时,应使用小孔切割参数,氧气压力4bar(60PSI),或开始切割时减速(正常切割速度的20—30%)。
4)小孔是指直径w5mm(板厚w3mm)或直径不大于板厚的孔(板厚>3mm)。
5)大孔是指直径>5mm(板厚w3mm)或直径大于板厚的孔(板厚>3mm)。
2.PRC激光器切割低碳钢
低碳钢厚度-切割速度曲线如下所示
01234568101215mm
00.040.080.120.160.20.240.310.40.470.59inch
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