氣體輔助雷射切割
需要使用輔助壓克力雷射切割氣體進行雷射切割是因為,聚焦光束在焦點附近所產生了熔融金屬,使用氣體壓力可以從切割區域把熔融的金屬吹走。這種方法在加工低鋁鋼時效果最好,當加熱溫度高於燃點時,該加工過程從材料的熱反應過程中吸收額外能量。這樣,使用輔助氣體時,雷射功率將更低,稱為雷射熔融切割。使用氧氣作為輔助氣體來切割碳素鋼可用來加工厚度達40mm的材料。
碳素鋼的二維切割主要使用的是CO2雷射器,因為它能夠得到最佳的成本效益,對1mm厚的金屬其切割速度為10m/min,6mm厚的為3m/min,15mm厚的為1m/min。
在厚碳鋼板加工中,氧氣的主要作用是輔助鋼板的鍛燒過程。此外,它也有助於清除熔融的材料。通常來說,輔助氣體的壓強和體積都很小。例如,通常6-8 PSI的氧氣可以加工1 5/8英寸厚的鋼板。氧氣的氣壓太大的話容易帶來燃燒過程的不可控性。一旦燃燒過程開始,只需要很少的氧氣就能維持該過程。然而,熔化的材料必須通過輔助氣體的流動來清理。如果使用標準的噴嘴,輔助氣體管道內的衝擊波會導致切口邊緣有條紋和溝槽。而使用環形流噴嘴可以避免這個問題。
高壓惰性氣體輔助切割過程 當切割高合金鋼和合金鋁時,通常使用惰性氣體(氮氣,氬氣)作為輔助切割的氣體,這樣,切割過程就僅取決於雷射光束的能量。所以,雷射功率會比使用氧氣作為輔助氣體時更大。高壓切割過程並不會對切口產生氧化的效果,這對於切割後將進行焊接的情況來說很重要。目前在工業領域,雷射熔融切割被用於厚度達25mm的材料加工。對於1 mm厚的材料來說,典型的切割速度是,達8m/min,對3mm厚的材料來說,速度為4。5m/min,對於8mm厚的材料來說,速度為1。5m/min。
在這些應用中,高壓氮作為輔助氣體被用來隔絕切口與外界氧氣的接觸,並且從切口處把熔融的材料快速的吹乾淨。切割不鏽鋼時,輔助氣體壓強範圍從300 到400 PSI。更薄的不鏽鋼可以使用低壓強氣體,範圍為100-200 PSI。
輔助氣木板雷射切割體成本
有很多方法可以提供氧氣和氮氣。實際上氧氣和氮氣的單位成本是很類似的。使用氮氣來作為輔助氣體時花費更大,因為切割過程消耗了更多的氣體,但是,它可以得到「乾淨的切口」,而不用二次加工紙類雷射切割來進行修整。通過選擇不同的供氣方式,氣體成本可以得到降低;高壓氣缸的單位成本比其他各種不同的供氣系統要來的貴。而且氣缸供氣還需要租金,使用的氣體存儲體積越大,租金越高。
一些應用中,空氣(氧-氮混合氣體)也可以用來作為輔助氣體。壓縮空氣是現有的CO2雷射切割設備運轉過程的一部分。在傳輸光束的過程中,空氣起到淨化光束的作用,它防止外部污染物進入密閉的光路中。用於淨化光束的空氣還可以保證光學元件的清潔度,從而延長光學元件的壽命。空氣還與布料雷射切割氣閥,氣缸,傳動裝置相連,可以發揮氣動開關,光束衰減和裝夾的作用台中雷射雕刻。某些材料可以被切割得更快。在這些實例中,空氣必須是乾淨,乾燥且經過濾的。對於空氣輔助切割來說,可切割材料有厚度上的限制。通常是3 mm或者更薄,而且,空氣輔助切割會稍微在切口表面留下氧化痕跡。雖然比氧氣或氮氣要便宜,但是空氣的供給還是需要用電力來實現所需的氣體壓強和體積。
不論選擇何種氣體,這方面的成本通常是小於總成本的10%。空氣是最便宜的,但是使用的範圍很有限,氮氣是最貴的,但是可以產生乾淨的切口而不需要二次加工。
雷射切割的原理:利用經聚焦的高功紙類雷射切割率密度雷射束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,同時藉助與光木板雷射切割束同軸的高速氣流吹除熔融物質,從而實現將工件割開。雷射切割屬於熱切割方法之一。
雷射切割的方法:可分為雷射汽化切割、雷射熔化切割、雷射氧氣切割和雷射劃片與控制斷裂四類。
雷射汽化切割。利用高能量密度的雷射束加熱工件,使溫度迅速上升,在非常短的時間內達到材料的沸點,材料開始汽化,形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大,在蒸氣噴出的同時,在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以雷射汽化切割時需要很大的功率和功率密度。雷射汽化切割多用於極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
雷射熔化切割。雷射熔化切割時,用雷射加熱使金屬材料熔化,然後通過與光束布料雷射切割同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出,形成切口。雷射熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。雷射熔化切割主要用於一些不易氧化的材料或活性金屬的切割,如不鏽鋼、鈦、鋁及其合金等。
雷射氧氣切割。雷射氧氣切割原理類似於氧乙炔切割。它是用雷射作為預熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發生氧化反應,放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出,在金屬中形成切口。由於切割過程中的氧化反應產生了大量的熱,所以雷射氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度遠遠大於雷射汽化切割和熔化切割。雷射氧氣切割主要用於碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。
雷射劃片與控制斷裂。雷射劃片是利用高能量密度的雷射在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發出一條小槽,然後施加一定的壓力,脆性材料就會沿壓克力雷射切割小槽處裂開。雷射劃片用的雷射器一般為Q開關雷射器和CO2雷射器。控制斷裂是利用雷射刻槽時所產生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產生局部熱應力,使材料沿小槽斷開。
(1)鐳射切割加工精度高可以達到正負0。0木板雷射切割2mm
(2)切縫窄:激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達到很高的功率密度,材料很快加熱至氣化程度,蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續形成寬度很窄的切縫。
(3)鐳射切割加工切口寬度一般為0。10~0。20mm。
切割面光滑:切割面無毛刺,切口表面粗糙度一般控制在Ra12。5以內。
(4)速度快:切割速度可達10m/min,最大定位速度可達70m/min,比線切割的速度快很多,華振機械使用通快激光,鐳紙類雷射切割射切割加工速度比普通激光機更快!
(5)切割質量好:無接觸切割,切邊受熱影響很壓克力雷射切割小,基本沒有工件熱變形,完全避免材料衝剪時形成的塌邊,切縫一般不需要二次加工。
布料雷射切割(6)不損傷工件:激光切割機不會與材料表面相接觸,保證不劃傷工件。
(7)不受被切材料的硬度影響:鐳射切割加工可以對鋼板、不鏽鋼、鋁合金板、硬質合金等進行加工,不管什麼樣的硬度,都可以進行無變形切割。
(8)不受工件形狀的影響:激光加工柔性好,可以加工任意圖形,可以切割管材及其它異型材。
(9)節約模具投資:激光加工不需模具,沒有模具消耗,無須修理模具,節約更換模具時間,從而節省了加工費用,降低了生產成本,尤其適合大件產品的加工。
(10)節省材料:采用電腦編程,可以把不同形狀的產品進行整張板材料套台中雷射雕刻裁,最大限度地提高材料的利用率。
(11)提高新產品開發速度:產品圖紙形成後,馬上可以進行激光加工,在最短的時間內得到新產品的實物
衝壓加工優點
與機械加工沖壓加工及塑性加工的其它方法相比,衝壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。
(1) 衝壓加工的生產效率高,且操作方便,易於實現機械化與自動化。這是因為衝壓是依靠衝模和衝壓設備來完成加工,普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次,高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上,而且每次衝壓行程就可能得到一個衝件。
(2) 衝壓時由於模具保證了衝壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞衝壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以衝壓的質量穩定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。
(3) 衝壓可加工出尺寸範圍較大、形狀較復雜的零件,如小到鐘表的秒表,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上衝壓時材料的冷變形硬化效應,衝壓的強度和剛度均較高。
(4) 衝壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設備,因而是一種省料,節能的加工方法,衝壓件的成本較低。
衝壓加工主要應用
由於衝壓具有如此優越性,衝壓加工在國民經濟各個領域應用範圍相當廣泛。例如,在宇航,航空,軍工,機械,農機,電子,信息,鐵道,郵電沖床加工,交通,化工,醫療器具,日用電器及輕工等部門裡都有衝壓加工。不但整個產業界都用到它,而且每個人都直接與衝壓產品發生聯系。像飛機,火車,汽車,拖拉機上就有許多大,中,小型衝壓件。小轎車的車身,車架及車圈等零部件都是衝壓加工出來的。據有關調查統計,自行車,縫紉機,手表裡有80%是衝壓件;電視機,收錄機,攝像機裡有90%是衝壓件;還有食品金屬罐殼,鋼精鍋爐,搪瓷盆碗及不鏽鋼餐具,全都是使用模具的衝壓加工產品;就連電腦的硬件中也缺少不了衝壓件。
但是,衝壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術要求高,是技術密集形產品。所以,只有在衝壓件生產批量較大的情況下,衝壓加工的優點才能充分體現,從而獲得較好的經濟效益的。
1、滑塊與導軌之間的間隙
滑塊與導軌沖床加工之間的間隙調整主要是為了精度,調整過緊時會產生發熱的現像。一般小型機每一面為0。02~0。05mm,大型機每一面在0。03~0。20mm。
2、綜合間隙
綜合間隙的修正方法:在生產時用手觸摸運動中的滑塊本體,當滑塊運行到下死點時有震動感,表示綜合間隙過大,需要及時進行調整。
3、滑塊連杆的鎖緊
由於長期使用或過負荷,連杆會發生松動,這種狀態一般認為是發生了過負荷;再有就是結合部位有油浸出也可能是發生了過負荷;這種狀態必須及時進行調整連杆鎖母的鎖緊度,因為這關系到安全問題。
4、制動沖壓加工、離合器的保養
衝壓機的制動、離合器是衝壓機運轉安全的重要部件,它是發生重大安全事故的誘因,所以必須了解它的基本構造,並且每天作業前必須確認它的安全性能,發現異常情況(如:滑塊不能停止在指定位置、運行時有異常聲音、異常震動、滑塊動作遲緩等等)及時報告維修。
另外,維修人員也應注意制動、離合器的摩擦片之間如果間隙過大的表現是:壓縮空氣用量增大,衝壓機滑塊出現爬行狀態,嚴重時會出現一次操作滑塊連續動作的情況,這是絕對不允許發生的。那麼如果調整間隙過小,制動、離合器的摩擦片會發出摩擦聲、發熱、電動機電流上升等現像,還會造成回程彈簧的損壞。(正常間隙標准1。5~3。0mm)。