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【激光应用】激光切割设备类别及优势解析

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。

 

激光切割与其他热切割方法相比较,总的特点是切割速度快、质量高。具体概括为如下几个方面:

 

切割质量好:由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。①激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。②切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。③材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1,切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。

 

切割效率高:由于激光的传输特性,激光切割机上一般配有多台数控工作台,整个切割过程可以全部实现数控。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。

 

切割速度快:用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达15000px/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板,切割速度可达30000px/min。材料在激光切割时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。

 

非接触式切割:激光切割时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低,振动小,无污染。

 

切割材料的种类多:与氧乙炔切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光切割适应性。

 

激光切割设备分类介绍

 

目前市场上的激光切割设备主要有三种,YAG激光切割机、CO2激光切割机、光纤激光切割机:

 

1、YAG激光切割机。这款激光切割设备具有价格低、稳定性好的特性,主要用于打孔、点焊及薄板的切割。能效低,目前输出功率在1000W以下,不能切割非金属材料,维护费用大。

 

2、CO2激光切割设备。可以切割较厚的金属钣材,对非金属材料亦有很好的切割效果。但光电转换效率低,设备庞大,维护费用高。

 

3、光纤激光切割机。通过光纤传输,柔性化程度高,速度快,故障点少,维护费用低,维护方便,光电转换率高,在系统配套方面具有很大的性价比优势,主要用于切割20mm以内的金属薄板。激光束不易被高反光材料吸收,对高反光材料的切割效果不是很理想,不能切割加工非金属的材料。


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