激光切割金屬厚板全攻略 ?

隨著工業(yè)生產(chǎn)需求的變化，激光切割作為一種先進(jìn)的加工手段，已經(jīng)被越來越為鈑金生產(chǎn)者所接受。激光切割機(jī)被認(rèn)為是促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要手段，但是仍然面臨著應(yīng)用不足與核心技術(shù)落后的巨大瓶頸。

尤其是在金屬厚板切割過程中，切割速度將明顯下降，切口的可重復(fù)性不佳，無法同傳統(tǒng)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。如果激光切割機(jī)能夠克服厚板切割過程中的難點(diǎn)，無疑將有更大的市場(chǎng)前景。

碳鋼厚板穿孔問題

在厚板加工中穿孔時(shí)間占很大比重，各激光廠商紛紛開發(fā)了快速穿孔的技術(shù)，較為有代表性的是高能穿孔（炸孔），這種方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快。

但缺陷是穿孔時(shí)注入的巨大能量使板材溫度升高進(jìn)而影響接下來的整體切割過程，且影響對(duì)小形狀的加工。而用小功率脈沖進(jìn)行穿孔的話，時(shí)間就很長(zhǎng)（12秒），會(huì)導(dǎo)致切割的效率下降和單位成本的提高。

切割面品質(zhì)問題

圖1.和圖2.示出了加工中厚板時(shí)經(jīng)常會(huì)遇見的切割斷面，這樣的切割不僅成品質(zhì)量受到質(zhì)疑，還會(huì)伴隨著過燒和嚴(yán)重的粘渣出現(xiàn)，以致體現(xiàn)不出高價(jià)的激光加工機(jī)區(qū)別于其他切割手段的價(jià)值。

圖1.碳鋼切割面圖2.不銹鋼切割面

整板加工穩(wěn)定性問題

在對(duì)國(guó)產(chǎn)鋼材的整板加工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)局部區(qū)域加工不良的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象有時(shí)很隨機(jī)，即使在加工機(jī)狀態(tài)良好的情況下也會(huì)出現(xiàn)，為了處理局部故障品而大大地影響了整個(gè)工作進(jìn)度。

【針對(duì)上述問題的解決方案】

高峰穿孔

顧名思義就是利用占空比小的高峰值脈沖激光，輔以噴射在材料表面上的不燃油以清除開孔邊緣附著物，控制脈沖的合理頻率邊冷卻邊穿孔。

其特點(diǎn)是相對(duì)炸孔雖然時(shí)間稍長(zhǎng)（3秒），但穿出的孔徑小（約φ4mm）且開孔邊緣無附著物以及入熱較低，便于接下來的正常切割加工，相比普通穿孔則效率提高了4倍。

亮面切割

對(duì)于碳鋼而言，改善切割斷面的重要因素是控制對(duì)板材的入熱并能保證激光照射部分的充分燃燒。而對(duì)于不銹鋼來說改善切割斷面的重要因素則是光束的改良（改善焦深）與輔助氣體的有效利用。亮面切割技術(shù)就是改善了發(fā)振器和噴嘴所得到的結(jié)果，華工激光SuperCut光纖激光切割機(jī)，具有亮面切割技術(shù)，切割成品具有更光滑的截面，更高的精度，近乎完美的垂直度。

保證加工穩(wěn)定性的方案

當(dāng)前為了提高加工機(jī)的運(yùn)行速度，激光切割機(jī)多采用俗稱飛行光路的結(jié)構(gòu)，即材料托盤不動(dòng)而加工頭在整個(gè)可加工區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的形式。

而為了補(bǔ)償加工頭與光源相對(duì)位置的變化，各廠商也盡可能保證光斑在加工范圍內(nèi)的一致性，使用曲率可變折射鏡是普遍選擇的方式。

這種方法雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單卻會(huì)改變焦深，使在對(duì)焦深極為敏感的中厚板切割時(shí)會(huì)顯得力不從心（既要保持光斑不變又要保持焦深不變）。采用等長(zhǎng)光路方式（在可加工范圍內(nèi)光源與加工頭之間光傳播路徑等長(zhǎng)）可避免焦深變化，從而使光斑和焦深都保持一致。另外對(duì)入熱的重視使板材積累的熱量得到控制，較好地解決了穩(wěn)定性問題?！　?/p>

隨著激光技術(shù)的革新，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的激光器功率也將不斷增長(zhǎng)，未來激光切割機(jī)將一步步突破現(xiàn)有的切割厚度限制，為工業(yè)生產(chǎn)帶來更多驚喜。