不锈钢钣金件切割加工中常见的切割工艺及问题分析
1. 熔融切割穿孔技术输入的激光束功率密度高,能量高。光束照射点内的物质开始蒸发形成一个孔。小洞被熔化的金属包围着。与光束同轴的辅助气流带着孔周围的熔融物质流过。工件移动,小孔根据切削方向横向移动,形成狭缝,完成切削。
对于热切割技术,通常需要用冲子在板上冲孔,然后用激光从小孔开始切割。加工过程中只有少数被加工工件可以从板材边缘开始。有两种基本方法射孔没有冲压设备的激光切割机:爆破穿孔,材料与连续激光辐照后,形成一个坑的中心,和氧气流与激光束同轴很快消除了熔融材料形成一个洞。孔的大小与板的厚度有关。对于较厚的钢板,爆破孔直径较大,不呈圆形。不适合加工精度要求高的零件,只能用于报废。此外,由于用于射孔的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。脉冲穿孔:利用峰值功率高的脉冲激光熔化或蒸发少量材料。空气或氮气常被用作辅助气体。该射孔直径小,射孔质量优于爆破射孔。使用的激光器具有较高的输出功率,需要更可靠的气路控制系统来实现气体类型的切换、气体压力的切换和射孔时间的控制。在使用脉冲穿孔时,为了获得高质量的切割,须注意过渡技术。在工业生产中,主要采用同时改变脉冲宽度和脉冲频率的方法来取得较好的效果。
2. 氧化熔化切割,材料在激光照射下在氧中被点燃,并与氧发生激烈的化学反应。这个反应是放热反应,进一步释放热量。在热的作用下,不锈钢上形成小孔,这些小孔被熔化。不锈钢的内部被金属包围,充满了蒸汽的小孔。氧气的氧流把炉渣吹走了。氧流量越高,燃烧化学反应越剧烈,除渣越快,但氧流量也应加以控制,不能通过。如果切缝的冷却速度过快,将会影响切割质量。当然,氧的流速越高越好,因为流速过快会导致反应产物在狭缝出口的快速冷却,即金属氧化物,这也不利于切割质量。在氧化熔融切割过程中,激光辐照产生热量,氧化反应也产生热量。因此,使用氧气作为辅助气体可以获得更高的切割速度。
3.切削加工中小孔(小直径和板厚)的变形分析解决切削过程中小孔变形的常用加工方法是根据激光切割机的功率选择不同的切削方法。大功率激光切割机,柔软的穿刺方法,脉冲穿孔应改为普通的穿刺方法的爆破穿孔加工过程,也就是说,爆破穿孔方法应该被用来确保腔的表面光滑,无毛刺,变形小。对于小功率激光切割机加工小孔,为了保证表面光洁度,应采用脉冲穿孔。