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淺談激光切割不銹鋼厚板的工藝調試

時間：2020-09-08    作者：無錫不銹鋼板    瀏覽：25

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01、噴嘴選型

無錫不銹鋼板、無錫不銹鋼管專業生成廠家無錫漢能不銹鋼2020年9月8日訊  噴嘴直徑大小決定了進入切口的氣流形狀、氣體擴散面積、氣體流速，從而影響了熔融物去除、切割的穩定情況。進入切口的氣流量大、速度快、工件在氣流中的位置恰當，噴射去除熔融物的能力越強。固定流量下，不同噴嘴尺寸，監控氣壓不銹鋼越厚，噴嘴的選用應越大，比例閥設置越大，增大流量，才能確保壓力，切割出正常斷面效果。

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02、輔助氣體選擇和氣體純度
不銹(xiu)鋼(gang)激光切(qie)割加工中經常(chang)會用(yong)到(dao)各(ge)種輔(fu)助(zhu)氣(qi)(qi)體，例如氧(yang)氣(qi)(qi)、氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)、空氣(qi)(qi)等，使用(yong)不同(tong)的氣(qi)(qi)體類型，切(qie)割斷面(mian)(mian)的效(xiao)果(guo)不同(tong)。氧(yang)氣(qi)(qi)是黑(hei)色(se)斷面(mian)(mian)，空氣(qi)(qi)為淡黃色(se)，氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)可保持不銹(xiu)鋼(gang)原(yuan)色(se)不被(bei)氧(yang)化。不銹(xiu)鋼(gang)切(qie)割以(yi)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)為首選(xuan)輔(fu)助(zhu)氣(qi)(qi)體。

根(gen)據(ju)華俄激光在激光行業(ye)多年的技術(shu)探索和積累，

建議氧氣(qi)和氮氣(qi)純(chun)度：

【氧氣】
優點：切(qie)割(ge)速(su)度(du)高，能切(qie)割(ge)厚板料
純度建議：≥99.999%

【氮氣(qi)】
優點：避免切割邊的氧化,工(gong)(gong)件(jian)因(yin)此不需再重新加工(gong)(gong)
純度建議：≥99.995%  
               
氮氣流量與噴嘴直(zhi)徑，氣體壓力的(de)測試數據圖(tu)表(biao)

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縱坐(zuo)標(biao)為氣(qi)體流(liu)量測試數值，橫(heng)坐(zuo)標(biao)為調整設(she)置不(bu)(bu)同(tong)氣(qi)體壓(ya)力(li)變化，不(bu)(bu)同(tong)顏色表(biao)示的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)同(tong)噴(pen)(pen)嘴直徑(jing)的(de)(de)測試條件。從上(shang)表(biao)圖形可(ke)以看(kan)出，流(liu)量是(shi)(shi)(shi)由設(she)置氣(qi)體壓(ya)力(li)和噴(pen)(pen)嘴直徑(jing)決定的(de)(de)，并是(shi)(shi)(shi)線性正相關性。


03、焦斑位置

為保證切(qie)割效果，及保護噴嘴(zui)不受損傷，在(zai)切(qie)割加工前還(huan)需(xu)要做同(tong)軸測試，確保噴嘴(zui)與激光(guang)器輸出光(guang)束(shu)同(tong)軸。測試方(fang)法：將透(tou)明膠(jiao)(jiao)帶(dai)紙(zhi)(zhi)貼至噴嘴(zui)出口端面上(shang)，調整激光(guang)輸出功率進行(xing)打孔，觀察(cha)透(tou)明膠(jiao)(jiao)帶(dai)紙(zhi)(zhi)上(shang)是(shi)否(fou)有中心孔及中心孔的(de)位置，同(tong)步調節鏡腔手柄上(shang)的(de)調整螺釘，直至激光(guang)在(zai)透(tou)明膠(jiao)(jiao)帶(dai)紙(zhi)(zhi)上(shang)打出的(de)孔與噴嘴(zui)中心重合。

焦(jiao)點(dian)不(bu)一樣(yang)，所能切(qie)割(ge)的(de)厚度(du)、材質(zhi)(zhi)、品質(zhi)(zhi)也不(bu)一樣(yang)，切(qie)割(ge)不(bu)同(tong)的(de)材質(zhi)(zhi)和厚度(du)，都需要調(diao)節成不(bu)同(tong)的(de)焦(jiao)點(dian)。切(qie)割(ge)前，測量(liang)出實(shi)際零焦(jiao)點(dian)，以零焦(jiao)點(dian)為(wei)基準才(cai)能夠進行(xing)切(qie)割(ge)工藝參數的(de)測試和分析，不(bu)銹(xiu)鋼切(qie)割(ge)以負離焦(jiao)為(wei)主要工藝選擇方向。

04、激(ji)光頻率(lv)調整，以及占空比對切割質量的(de)影響

頻率變(bian)化對不銹鋼(gang)厚板切割的影響：

頻(pin)率(lv)從500－200Hz范(fan)圍減小，切(qie)割(ge)斷面(mian)效果變細膩(ni)，分層(ceng)慢(man)慢(man)改善(shan)。頻(pin)率(lv)設置(zhi)到100Hz時，無法切(qie)割(ge)，反藍光(guang)。通(tong)過(guo)頻(pin)率(lv)的(de)改變，找(zhao)出最佳頻(pin)率(lv)范(fan)圍。為確保(bao)最佳切(qie)割(ge)斷面(mian)，必須保(bao)證(zheng)脈沖次(ci)數(shu)與(yu)單脈沖能量完美匹配。

占空比(bi)變化對不銹(xiu)鋼厚板切割的影響：

占空(kong)比53％是臨界(jie)值，繼(ji)續降低占空(kong)比，下表面(mian)(mian)出現未(wei)切(qie)透痕跡，占空(kong)比增大到60％，斷(duan)面(mian)(mian)變(bian)粗糙，分層明顯，切(qie)割表面(mian)(mian)發黃(huang)。

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超高功(gong)率激(ji)光器切割厚不銹鋼效果示例圖

總結：
精工(gong)出細(xi)活(huo)，總體來說，噴嘴高度(du)，機床運(yun)動參數，運(yun)動加速度(du),運(yun)行(xing)速度(du)，材(cai)料材(cai)質(zhi)等(deng)對切割(ge)結果的(de)影響也(ye)需要進行(xing)逐項測(ce)試(shi)和分析，需要激(ji)(ji)光(guang)工(gong)藝(yi)調試(shi)技術等(deng)有(you)志人士積極努(nu)力地為激(ji)(ji)光(guang)切割(ge)工(gong)藝(yi)的(de)提升做出貢獻。當激(ji)(ji)光(guang)切割(ge)能力達到130毫米甚(shen)至更高，應用的(de)行(xing)業領域也(ye)將進一步擴(kuo)大。