惠州江北激光切割加工厚板存在的主要问题有哪些

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-31 06:28 标签： 激光切割厚板且不透
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随着工业生产需求的变化，激光切割作为一种先进的加工手段，已经被越来越为钣金生产者所接受。激光切割机被认为是促进传统产业升级的重要手段，但是仍然面临着应用不足与核心技术落后的巨大瓶颈。
尤其是在金属厚板切割过程中，切割速度将明显下降，切口的可重复性不佳，无法同传统技术竞争。如果激光切割机能够克服厚板切割过程中的难点，无疑将有更大的市场前景。
碳钢厚板穿孔问题
在厚板加工中穿孔时间占很大比重，各激光厂商纷纷开发了快速穿孔的技术，较为有代表性的是高能穿孔（炸孔），这种方法的优点是速度快。
但缺陷是穿孔时注入的巨大能量使板材温度升高进而影响接下来的整体切割过程，且影响对小形状的加工。而用小功率脉冲进行穿孔的话，时间就很长（12秒），会导致切割的效率下降和单位成本的提高。
切割面品质问题
图1.和图2.示出了加工中厚板时经常会遇见的切割断面，这样的切割不仅成品质量受到质疑，还会伴随着过烧和严重的粘渣出现，以致体现不出高价的激光加工机区别于其他切割手段的价值。
图1.碳钢切割面图2.不锈钢切割面
整板加工稳定性问题
在对国产钢材的整板加工中，经常会出现局部区域加工不良的现象。这种现象有时很随机，即使在加工机状态良好的情况下也会出现，为了处理局部故障品而大大地影响了整个工作进度。
【针对上述问题的解决方案】
顾名思义就是利用占空比小的高峰值脉冲激光，辅以喷射在材料表面上的不燃油以清除开孔边缘附着物，控制脉冲的合理频率边冷却边穿孔。
其特点是相对炸孔虽然时间稍长（3秒），但穿出的孔径小（约φ4mm）且开孔边缘无附着物以及入热较低，便于接下来的正常切割加工，相比普通穿孔则效率提高了4倍。
对于碳钢而言，改善切割断面的重要因素是控制对板材的入热并能保证激光照射部分的充分燃烧。而对于不锈钢来说改善切割断面的重要因素则是光束的改良（改善焦深）与辅助气体的有效利用。亮面切割技术就是改善了发振器和喷嘴所得到的结果，华工激光SuperCut光纤激光切割机，具有亮面切割技术，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。
保证加工稳定性的方案
当前为了提高加工机的运行速度，激光切割机多采用俗称飞行光路的结构，即材料托盘不动而加工头在整个可加工区域内运动的形式。
而为了补偿加工头与光源相对位置的变化，各厂商也尽可能保证光斑在加工范围内的一致性，使用曲率可变折射镜是普遍选择的方式。
这种方法虽然结构简单却会改变焦深，使在对焦深极为敏感的中厚板切割时会显得力不从心（既要保持光斑不变又要保持焦深不变）。采用等长光路方式（在可加工范围内光源与加工头之间光传播路径等长）可避免焦深变化，从而使光斑和焦深都保持一致。另外对入热的重视使板材积累的热量得到控制，较好地解决了稳定性问题。　　
随着激光技术的革新，应用于工业生产的激光器功率也将不断增长，未来激光切割机将一步步突破现有的切割厚度限制，为工业生产带来更多惊喜。
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激光切割机切割厚板使用什么气体效率高
我有更好的答案
如今的镀锌钢板，都逐渐采用激光切割机进行加工。但是，激光切割机在加工时也会遇到各种问题。在这里，深圳木森科技就重点分析一下关于镀锌钢板的几种气体切割的优缺点。激光切割的优点在于它是一种不接触材料的加工方式，所以不会损伤板材表面，而且切断面上不会留有毛刺，因此它是一种可以大幅度削减后道工序的加工方法。镀锌钢板大家都知道，镀锌钢板是通过表面镀锌来保护里面的碳钢，长期使用而不易生锈的一种板材。虽然这种板材比普通碳钢板稍微贵一点，但由于无需为了防锈而进行喷涂等后道工序，所以从整个产品的成本来看，还是划算的。从辅助气体角度来看，一般对镀锌钢板有三种切割工艺，即空气切割、氧气切割和氮气切割。接下来，我们分析一下这三种切割工艺各自的优缺点：1、空气切割优点是加工成本极低，只需要考虑激光本身和空压机的电费即可，无需产生高昂的辅助气体费用，而在薄板上的切割效率却可以匹敌氮气切割，是一种既经济又高效的切割方法。但在切断面上的缺点也同样明显。首先，空气切割的断面会产生底面毛刺，激光加工后的产品还必须要经过去毛刺等二次加工，不利于整个产品生产周期。其次，空气切割的断面容易发黑，影响产品的品质。因此，激光加工无需后续处理的优点就无法体现出来。所以，在针对镀锌钢板的加工中，很多企业是不愿意选择空气切割方式。2、氧气切割这是最传统也是最标准的切割方法。优点是气体成本低，而且在以碳钢为主的钣金加工中，无需频繁的切换辅助气体，便于工厂管理。但缺点是经过氧气切割后，在切割断面的表层会留有一层氧化皮，除了边缘会发黑外，如果直接将这种带有氧化皮的产品进行焊接的话，时间一长，氧化皮就会自然剥落。而这就是，镀锌板焊接容易虚焊的原因之一。3、氮气切割采用氮气进行高速加工，作用不同于助燃用的氧气，氮气而是起到保护作用，所以切割断面不会产生氧化皮。很多制造商也就是看中了这一优点，所以对镀锌钢板的切割往往会采用氮气进行加工。但氮气切割的缺点也就在这里：由于切割断面上完全没有保护，所以产品很容易生锈。制造商最好需要对材料进行再次喷涂。深圳木森总结以上这些加工方式的优缺点，希望各位制造商可根据自己的实际需求去选择符合自己的加工方式。
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学校代码 10487
硕士学位论文
低碳钢厚板CO
激光切割工艺研究
学位申请人： 李 日步
学科专业： 材料工程
指导教师： 王爱华 副教授
答辩日期： 2013 年5 月18
A Thesis Submitted in Partial Fulfilment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering
laser cutting of thick low-carbon steel
Candidate :
Materials Engineering
Supervisor :
Associate Prof. Wang Aihua
Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074, P.R.China
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得
的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他
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指导教师签名：
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
随着大型工程机械业的发展，高质量的激光厚板切割已经越来越显得重要。但
是随着待切割板材厚度的增大，激光切割断面条纹粗大和下切口较多挂渣现象愈发
明显，侧向燃烧也很严重。从目前现状分析，国内企业广泛应用的轴快流高功率激
光切割设备的功率普遍在W 之间，且均配备的是常规会聚型喷嘴。因此，
如何采用普通喷嘴在该激光功率段进行高效、优质的激光切割，激光切割工艺参数
的优化显得非常重要和必要。
本文以20mm 厚的Q235B 钢板作为基材，进行了CO2 激光切割厚板的工艺研究。
首先本文采用固定其它切割过程参数，只改变一个对激光切割质量有影响的因素进
行单因素影响实验，分别研究了喷嘴直径大小、焦点位置变化、气体压力大小、切
割速度大小、喷嘴离工件表面距离大小、激光功率大小等单因素对切缝质量的影响
规律。切割质量评判内容为切缝宽度、热影响区宽度、断面表面粗糙度、下切口
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