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如何解决激光切割钣金中的七种常见问题

更新时间:2019-07-16

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  如何解决激光切割钣金中的七种常见问题 在激光切割钣金的过程中,经常会遇到各种问题,以下是七种常见问题和通常的解决办法: 1.切割穿孔技术 任何一种热切割技术, 除少数情况可以从板边缘开始外, 一般都必须在板上穿一个小孔。 之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔, 然后再用激光从小孔处开始进行切割。 对 于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法: 爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑, 然后由与激光束同轴的氧 流很快将熔融材料去除形成一个孔。 一般孔的大小与板厚有关, 爆破穿孔平均直径为板厚的 一半, 因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大, 且不圆, 不宜在加工精度要求较高的零件上使用, 只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。 脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化, 常用空气或氮气作为 辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只 产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助 气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光 器不但应具有较高的输出功率;更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流 CO2 激 光器不能适应激光切割的要求。 此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统, 以实现气体 种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。 在采用脉冲穿孔的情况下, 为了获得高质量的切口, 从工件静止时的脉冲穿孔到工件等 速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件,如焦距、喷 嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主 要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法是改变脉冲宽度;改变脉冲频率;同时 改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第 3 种效果最好。 2.切割加工小孔(直径小与板厚)变形情况的分析 这是因为机床(只针对大功率激光切割机)在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式,而 是用脉冲穿孔(软穿刺)的方式,这使得激光能量在一个很小的区域过于集中,将非加工区 域也烧焦,造成孔的变形,影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔(软穿刺) 方式改为爆破穿孔 (普通穿刺) 方式, 加以解决。 而对于较小功率的激光切割机则恰好相反, 在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。 3. 激光切割低碳钢时,工件出现毛刺的解决方法 根据 CO2 激光切割的工作和设计原理,分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺 的主要原因:激光焦点的上下位置不正确,需要做焦点位置测试,根据焦点的偏移量进行调 整;激光的输出功率不够,需要检查激光发生器的工作是否正常,如果正常,则观察激光控 制按钮的输出数值是否正确, 加以调整; 切割的线速度太慢, 需要在操作控制时加大线速度; 切割气体的纯度不够,需要提供高质量的切割工作气体;激光焦点偏移,需要做焦点位置测 试,根据焦点的偏移量进行调整;机床运行时间过长出现的不稳定性,此时需要关机重新启 动。 4. 激光切割加工不锈钢和敷铝锌板时,工件有毛刺产生的分析 以上情况的出现, 首先考虑切割低碳钢时出现毛刺的因素, 但不可简单地加快切割速度, 因为增加速度有时会出现板材切割不穿的情况, 此种情况在加工敷铝锌板时尤为突出。 这时 应综合考虑机床的其他因素加以解决,如喷嘴是否要更换,导轨运动不稳定等。 5. 激光未完全切割透状态的分析 分析后可以发现下面的几种情况是产生加工不稳定的主要情况: 激光头喷嘴的选择与加 工板厚不匹配;激光切割线速度过快,需要操作控制减小线速度;另外,还需要特别注意的 是,在 L3030 激光切割机切割 5mm 以上碳素钢板时需要更换 7.5″焦距的激光镜片。 6. 切割低碳钢时出现非正常火花的解决方法 这种情况会影响零件的切割断面光洁度加工质量。 此时在其他参数都正常的情况下, 应 考虑以下情况: 激光头喷嘴 NOZZEL 的损耗, 应及时更换喷嘴。 在无新喷嘴更换的情况下, 应加大切割工作气体压力;喷嘴与激光头连接处螺纹松动。此时应立即暂停切割,检查激光 头连接状态,重新上好螺纹。 7. 激光切割加工时穿刺点的选择 激光切割加工时激光束的工作原理是: 在加工过程中, 材料经连续激光的照射后在中心 形成一个凹坑, 然后由与激光束同轴的工作气流很快将熔融材料去除形成一个孔。此孔类 似于线切割的穿线孔, 激光束以此孔为加工启始点进行轮廓切割, 通常情况下飞行光路激光 束的走线方向和被加工零件切割轮廓的切线方向垂直。 因此, 激光束在开始穿透钢板时到进入零件轮廓切割的这一段时间, 其切割速度在矢量 方向上将有一个很大的改变,即矢量方向的 90° 旋转,由垂直于切割轮廓的切线方向转为与 切割轮廓的切线重合,即与轮廓切线° 。这样就会在被加工材料的切割断面上流 下比较粗糙的切割面,这主要是在短时间内,激光束在移动中的矢量方向变化很快所至。因 此在采用激光切割加工零件时就要注意这方面的情况。 一般, 在设计零件对表面切割断口没 有粗糙度要求时, 可以在激光切割编程时不做手动处理, 让控制软件自动产生穿刺点; 但是, 当设计对所要加工的零件切割断面有较高粗糙度要求时, 就要注意到这个问题, 通常需要在 编激光切割程序时对激光束的启始位置做手动调整, 即人工对于穿刺点的控制。 需要把激光 程序原来产生的穿刺点移到需要的合理位置,以达对加工零件表面精度的要求。

  

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