产品讯息
新闻中心
镭射切割技术及其治具设计简介 发布日期:【2017-4-10】
讯息负责人: 苗先生
 

简介
大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法,几乎可以切割所有的材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。


在汽车制造领域,小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。德国大众汽车公司用激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域,激光切割技术主要用于特种航空材料的切割,如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

原理
在利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割。

特点
(1)激光切割切缝窄,可以节约原材料;
(2)切缝垂直度好,表面光洁。无需后续再加工工序及清洁处理即可用于零件成形和焊接;
(3)切边无毛刺,无机械应力.热影响区小,基本无变形;
(4)激光切割的深宽比大.对金属材料可达20:1左右,对非金属材料可达100:1以上;
(5)激光切割速度快。噪声低。无污染;
(6)切割过程中无“刀具”磨损问题,适台于所有材料。


分类
激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
一、激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

二、激光熔化切割
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。

三、激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

四、激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。

治具说明
根据以上信息可以初步了解了激光切割的一些特性,亦可由下图看出,切割过程中瞬间产生的热量很大,若治具设计的不合理,会影响设备的使用的稳定性及效率。

1. 避开或者远离切割路径,对于无法避开的位置需增加防护板,防护板材料一般为紫铜,由于紫铜材料的特性,激光对其影响的消耗较其他材料小,并且由于异种材料,对母材切割后的熔渣飞溅在紫铜上也容易清理。

下图为无防护对治具的损坏:

 

下图为避开切割路径的设计(红色为切割部分):

2.走线需要避开切割路径或者增加防护,否则线路容易损坏造成设备停机等影响。
下图裸露在切割路径附件,被损坏:

 

下图为增加防护板保护线缆:

 

3.因为切割的熔渣比较多且容易粘连在固定块上,工人清除熔渣一般用锤子敲击,所以结构需要坚固耐用,强度较一般夹具要高些。

 
第一页 上一页 下一页 最后一页 |目前页次:17 / 323|总笔数:323