激光制造工藝

1、激光加工技術(shù)激光加工技術(shù)Laser processing technology激光加工種類激光加工種類Laser processing type加工用光束模式beam mode of processing激勵物質(zhì)激勵物質(zhì)加加 工工 應(yīng)應(yīng) 用用備備 注注YAG利用小功率對極薄板高精度切割、熔接YAG激光光譜反射因數(shù)小，從照射開始從照射開始，直到被加工物熔化投入的總能量少不加工透過近紅外區(qū)域波長的物質(zhì)，加工放在在其下面物質(zhì)近紅外：波長在7803 0 0 0 n m 范 圍 的 電 磁 波 ；YAG:1064nm光束傳送復雜的加工系統(tǒng)或者發(fā)振器的設(shè)置位置受到限制利用光纜傳送YAG激光CO2切割含有打

2、孔和銳角形狀的厚板加工加工中需要轉(zhuǎn)換輸出功率條件高速切割、厚板切割、告訴焊接、深熔焊接需要高輸出功率的加工根據(jù)加工區(qū)別使用不同的激光根據(jù)加工區(qū)別使用不同的激光According to the difference of processing to choose the different laser加工內(nèi)容加工內(nèi)容加工材料加工材料氣體種類氣體種類控制方法控制方法切切 割割軟鋼、不銹鋼氧氣、空氣、氮氣壓力丙烯板空氣、氮氣流量鈦氬氣壓力熔熔 接接軟鋼、不銹鋼氬氣流量淬淬 火火工具箱氬氣壓力包包 層層鎢鉻鈷合金能量氬氣流量The relationship of processing and auxi

3、liary gas加工和輔助氣體的關(guān)系加工和輔助氣體的關(guān)系輔助氣體的控制：在比較高的壓力使用條件下，進行壓力控制；在低壓力使用條件下，進行流量控制。The effect of auxiliary gas輔助氣體的作用輔助氣體的作用應(yīng)應(yīng) 用用輔助氣體輔助氣體特特 點點切割鐵氧氣優(yōu)點：氧化還原反應(yīng)放出高熱，提高加工效率，氧化膜可以提高光譜吸收因數(shù)缺點：容易產(chǎn)生氧化膜氮氣防止氧化，進行無氧切割，可用于不銹鋼的切割空氣減少成本，切割效率遠不及氧氣，切割能力與氮氣相近氬氣防止氧化和氮化，一般用于切割鈦，價格較高熔接、淬火氬氣防止氧化和氮化，加工成本高熱鏡作用：熱鏡作用：如果透鏡上附著了飛濺物，則通過如果

4、透鏡上附著了飛濺物，則通過那部分的激光就被吸收，透鏡的溫度就會上升，那部分的激光就被吸收，透鏡的溫度就會上升，光束集光特性就會惡化。透鏡持續(xù)污染，不但會光束集光特性就會惡化。透鏡持續(xù)污染，不但會造成加工不良，還會造成透鏡破損的危險。造成加工不良，還會造成透鏡破損的危險。激光切割：激光切割：從切口排出氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量從切口排出氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量和熔融金屬，在提高加工能力的同時，也保證和熔融金屬，在提高加工能力的同時，也保證了良好的加工質(zhì)量；冷卻鏡片，防止透鏡被污了良好的加工質(zhì)量；冷卻鏡片，防止透鏡被污染的作用。染的作用。The effect of auxiliary gas輔助氣體的作用輔

5、助氣體的作用熱鏡作用熱鏡作用如果透鏡上附如果透鏡上附著了飛濺物，著了飛濺物，則通過那部分則通過那部分的激光就被吸的激光就被吸收，透鏡的溫收，透鏡的溫度就會上升，度就會上升，光束集光特性光束集光特性就會惡化。透就會惡化。透鏡持續(xù)污染，鏡持續(xù)污染，不但會造成加不但會造成加工不良，還會工不良，還會造成透鏡破損造成透鏡破損的危險。的危險。區(qū)分材質(zhì)板厚/mm要求性能噴嘴類型和孔徑/mm備注切割（氧）軟鋼369切割面粗糙度增大高速切斷能力增大渣滓量減少氣體的消費量減少A: 1-1.5噴嘴類型A:單噴B：雙噴1216192225A: 2-2.5B切割（氮）不銹鋼13691216渣滓量減少高速切割能力增加防止

6、切割面氧化（保護能力）氣體消費量減少A: 1A: 1-1.5A: 2A: 3A: 4A: 5 噴嘴類型A:單噴熔 接 淬 火全部金屬防止加工面氧化（保護能力）（防止加工表面粗糙）A: 4-6B噴嘴類型A:單噴B：雙噴 噴嘴的使用噴嘴的使用The use of nozzlediameter of the nozzle 噴嘴分為單孔噴嘴和厚板切割噴嘴，要根據(jù)加工材質(zhì)和板厚選擇使用不同的噴嘴。噴嘴的直徑噴嘴的直徑（1）單孔噴嘴是一般使用的噴嘴，被加工件越厚，噴嘴直徑就越大。需要考慮其與輔助氣體消耗量之間的關(guān)系進行選擇。（2）厚板切割用噴嘴，對于板厚6.0mm以上的鋼板，可提高加工質(zhì)量及加工穩(wěn)定性。主

7、要是因為使用厚板切割用噴嘴，通過氧氣可提高加工部位的保護性，提高燃燒效率。噴嘴高度小于噴嘴高度小于0.5mm0.5mm可以保持高壓，大可以保持高壓，大于此距離氣壓就會于此距離氣壓就會急劇下降。急劇下降。氣壓和流量的關(guān)系氣壓和流量的關(guān)系 輔助氣體的消耗量隨氣體輔助氣體的消耗量隨氣體種類的不同而稍有差別，但基種類的不同而稍有差別，但基本上是由噴嘴孔徑和氣體壓力本上是由噴嘴孔徑和氣體壓力決定。決定。在實際加工中，噴嘴的下部在實際加工中，噴嘴的下部存在被加工件，而且氣流流存在被加工件，而且氣流流過狹窄的切口，等于減少了過狹窄的切口，等于減少了噴嘴出口的面積，所以實際噴嘴出口的面積，所以實際上的氣體消耗

8、量比本圖約減上的氣體消耗量比本圖約減少少20%20%。激光光點直徑激光光點直徑spot size焦距對加工的影響焦距對加工的影響焦點位置的選擇焦點位置的選擇The choice of focal position加工材料沾渣現(xiàn)象碳 鋼設(shè)定的加工條件適當，就很少發(fā)生沾渣的現(xiàn)象。在厚板切割時會出現(xiàn)沾渣，很容易清除。鍍鋅鋼板沾渣發(fā)生的頻率高，能夠進行優(yōu)良切割的條件范圍也很窄。鍍鋅越多、板件越厚的材料， 沾渣越多。SECC和SGCC等薄板可使用高壓氮氣或空氣作為輔助氣體進行加工，以減少沾渣。不銹鋼板輔助氣體為氧氣時，很難避免沾渣的發(fā)生，而且發(fā)生的沾渣也很硬，很難除去。板厚大于6mm時，被氧化的沾渣有變脆的傾向。一般都采用材料背面涂抹沾渣防止劑或飛濺物防止劑來清除沾渣。但這一方法會增加前處理和后處理工序，降低加工效率。鋁板件越厚沾渣就越多。一般情況下輔助氣體使用空氣，但是為了減少沾渣需要使用高壓氣體。加工材料沾渣現(xiàn)象碳 鋼設(shè)定的加工條件適當，就很少發(fā)生沾渣的現(xiàn)象。在厚板切割時會出現(xiàn)沾渣，很容易清除。鍍鋅鋼板沾渣發(fā)生的頻率高，能夠進行優(yōu)良切割的條件范圍也很窄。鍍鋅越多、板件越厚的材料， 沾渣越多。SECC和SGCC等薄板可使用高壓氮氣或空氣作為輔助氣體進行加工，以減少沾渣。不銹鋼板輔助氣體為氧氣時，很難避免沾渣的發(fā)生，而且發(fā)生的沾渣也很硬，很