激光加工工藝教案

激光加工工藝教案職 教 中 授 課 人：2011-4課程名稱：激光加工工藝課 時(shí)：3課時(shí)教學(xué)目的和要求本課配合理論教學(xué)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)從實(shí)踐中進(jìn)一步學(xué)習(xí)，掌握和運(yùn)用學(xué)過(guò)噴嘴高度、噴嘴直徑、輔助氣體、輔助氣體純度、輔助氣體流量、輔助氣體壓力、板材材質(zhì)、板材表面質(zhì)量。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：通過(guò)這節(jié)課學(xué)生要認(rèn)真掌握一下幾點(diǎn)：焦點(diǎn)位置、噴嘴直徑、輔助氣體、輔助氣體流量、輔助氣體壓力、板材材質(zhì)、板材表面質(zhì)量。教學(xué)過(guò)程：光束直徑光束直徑切割氣體類型透鏡焦距輔助氣體壓力割嘴直徑割嘴相對(duì)板面距離材料表面焦點(diǎn)割縫寬一、激光模式激光器的模式對(duì)工藝影響很大。如：切割時(shí)要求到達(dá)鋼板表面的模式較好。這與激光器本身的模式和外光路鏡片的質(zhì)量有直接的關(guān)系。二、焦點(diǎn)位置焦點(diǎn)位置是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)正確調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置。1、焦點(diǎn)位置與切割面的關(guān)系焦點(diǎn)位置 示意圖 特征適用于5毫米以下薄碳鋼等。噴嘴零焦距焦點(diǎn)在工件

（切斷面）表面 切幅噴嘴

焦點(diǎn)在工件上表面，所以，切割光滑，下表面則不光滑。鋁材、不銹鋼等工件采用這種方式。（切斷面）負(fù)焦距表面下噴嘴正焦距焦點(diǎn)在工件

切幅焦點(diǎn)在中央，因此平滑面范圍較大，切幅比零焦距的切幅寬，切割氣體流量較大，穿孔時(shí)間較零焦距為長(zhǎng)。切割厚鋼板時(shí)采用。厚鋼板切斷時(shí)，切斷用氧氣的氧化作用必須從上面到底面。因厚板之故切幅要寬，這樣的設(shè)定可得較寬的切幅。切斷面和瓦斯切斷類表面上切幅2、焦點(diǎn)位置對(duì)切割斷面的影響

似，可以說(shuō)是用氧氣吹斷，因此斷面較粗糙。1.5mm上0.5mm上2.5mm上3、焦點(diǎn)尋找焦點(diǎn)調(diào)試方法：將割嘴拿下，將Z。3） 100%P000001。y軸到劃痕最細(xì)點(diǎn)。焦點(diǎn)位置為z=Z+Y×0.3 z：焦點(diǎn)位置z軸坐標(biāo)。 Z：當(dāng)前z軸坐標(biāo)。 Y：當(dāng)前y軸坐標(biāo)。5，執(zhí)行隨動(dòng)。調(diào)節(jié)焦點(diǎn)，使其Z4）的值。再鎖緊。0。三、噴嘴噴嘴形狀、噴嘴孔徑、噴嘴高度（噴嘴出口與工件表面之間的距離）等，均會(huì)影響切割的效果。圖1 噴嘴噴嘴的作用防止熔漬等雜物往上反彈，穿過(guò)噴嘴，污染聚焦鏡片?？刂茪怏w擴(kuò)散面積及大小，從而控制切割質(zhì)量。噴嘴與切割品質(zhì)的關(guān)系噴嘴出口孔中心與激光束的同軸度是影響切割質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要因素之一，工件越厚，影響越大。當(dāng)噴嘴發(fā)生變形或有熔漬時(shí)，將直接影響同軸度。故噴嘴應(yīng)小心保存，避免碰傷以免造成變形。噴嘴形狀和尺寸的制造精度高，安裝時(shí)應(yīng)注意方法正確。如果由于噴嘴的狀況不良，從而需要要改變切割時(shí)的各項(xiàng)條件，那就不如更換新的噴嘴。激光激光噴嘴左邊吹氣量小右邊吹氣量小軸度對(duì)切割斷面的影響噴嘴孔與激光束同軸度的調(diào)整噴嘴孔與激光束的同軸度的調(diào)整步驟如下：白色不干膠帶在噴嘴的出口端面涂抹印泥（一般以紅色為好在噴嘴出口端面上。如圖所示。白色不干膠帶圖2 調(diào)整同軸步驟110~20瓦的功率，手動(dòng)打孔。取下不干膠紙，注意保持其方向，以便與噴嘴相比照。如果噴嘴中心偏離激光束中心過(guò)大時(shí)，將無(wú)法看到這個(gè)黑點(diǎn)（光束射到了噴嘴的壁上。噴嘴偏離太大正確松動(dòng)。正確圖 3 聚焦鏡松動(dòng)注意觀察黑點(diǎn)偏離噴嘴中心的方向，調(diào)整噴嘴位置。噴嘴孔徑孔徑大小對(duì)切割質(zhì)量和穿孔質(zhì)量有關(guān)鍵性的影響。如果噴嘴孔徑過(guò)大，切割時(shí)四處飛濺的熔化物，可能穿過(guò)噴嘴孔，從而濺污鏡片。孔徑越大，幾率越高，對(duì)聚焦鏡保護(hù)就越差，鏡片壽命也就越差。噴嘴高度的調(diào)整噴嘴高度即噴嘴出口與工件表面之間的距離。四、切割速度速度過(guò)快如果切割速度過(guò)快，可能造成以下后果?？赡軣o(wú)法切透，火花亂噴。有些區(qū)域可以切透，但有些區(qū)域無(wú)法切透。整個(gè)斷面較粗，但不產(chǎn)生溶漬。切割斷面呈斜條紋路，且下半部產(chǎn)生溶漬。速度太慢造成過(guò)熔，切斷面較粗糙。切縫變寬，尖角部位整個(gè)溶化。影響切割效率。五、切割輔助氣體選擇切割輔助氣體的種類和壓力時(shí)，宜從以下幾方面考慮：一般使用氧氣切割普通碳鋼，低壓打孔，高壓切割。一般使用空氣切割非金屬，低壓和高壓的壓力可調(diào)為一樣，打孔時(shí)間設(shè)為0。一般使用氮?dú)馇懈畈讳P鋼等，低壓氧氣打孔。氣體純度越高，切割質(zhì)量越好。切割低碳鋼板純度至少99.6%以上，切割12mm以上碳鋼板建議氧氣純度99.9以上。切割不銹鋼板氮?dú)饧兌葢?yīng)達(dá)到99.6%以上。氮?dú)饧兌仍礁?，切割斷面質(zhì)量越好。如果切割用氣體純度不好要求，不但影響切割的質(zhì)量，而且會(huì)造成鏡片的污染。輔助氣體對(duì)切割質(zhì)量的影響氣體有助于散熱及助燃，吹掉溶漬，改善切割面品質(zhì)。氣體壓力不足時(shí)，對(duì)切割的影響輔助氣體對(duì)穿孔的影響氣體壓力過(guò)低時(shí)，不易穿透，時(shí)間增長(zhǎng)。氣體壓力太高時(shí)，造成穿透點(diǎn)熔化，形成大的熔化點(diǎn)。切割有機(jī)玻璃時(shí)的輔助氣體有機(jī)玻璃屬于易燃物，為了得到透明光亮的切割面，所以選用氮?dú)饣蚩諝猓枞?。如果選用氧氣，則切割質(zhì)量不夠好。必須在切割時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇合適的壓力。氣體壓力越小，切割光亮度越高，產(chǎn)生的毛斷面越窄。但氣體壓力過(guò)低，造成切割速度慢，板面下出現(xiàn)火苗，影響下表面質(zhì)量。六、激光功率激光功率對(duì)切割過(guò)程和質(zhì)量有決定性的影響。功率太小無(wú)法切割圖4 功率