最新YAG金屬切割機工藝培訓

1、制作人：周慶發(fā)2010年12月目錄一、機器介紹二、切割工藝分類三、影響切割效果的因素四、常用材料的激光切割特性五、切割樣品圖瀏覽一、機器介紹（cs035系列）機器命名：c s 035 f -50 /200 x 切割 絲桿 切割幅面 封閉式 功率大小 氙燈hans laser cs035f-200x激光切割機采用激光切割機采用yag 200w的燈泵激光器和本公司自行研制開發(fā)的燈泵激光器和本公司自行研制開發(fā)控制軟件。它是集激光技術(shù)、精密機械、電子技術(shù)、計算機等學科于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品。主要控制軟件。它是集激光技術(shù)、精密機械、電子技術(shù)、計算機等學科于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品。主要應用于薄板切割各行業(yè)，可切

2、割應用于薄板切割各行業(yè)，可切割3.0mm以內(nèi)普通鋼板、不銹鋼板等薄金屬板。以內(nèi)普通鋼板、不銹鋼板等薄金屬板。光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)包括yag激光器、全反鏡、半反鏡、擴束鏡組、聚焦切割頭組件。激光有能量密度，實際的切割效果決定于作用在工件表面的激光能量密度。為了能夠很好地進行激光切割，必須進一步提高激光的能量密度。這有兩種方法：一種是提高激光器的激光輸出功率，一種是將激光器發(fā)出的激光束進一步變細或激光束模式調(diào)整，這需要一套光學的系統(tǒng)如下圖 聚焦切割頭組件 擴束鏡 半反鏡 yag激光器 全反鏡 激光準直整機圖片：敞開式及封閉式機器部份控制面板工裝夾具圖整機性能整機性能激光器: 燈泵浦氙燈 輸出激

3、光功率： 50/200w）外形尺寸： 220015001500mm激光電源： 380vac工作頻率： 255hz內(nèi)調(diào)節(jié)輸出功率： 2050w(以50w為標準)激光波長： 1064nm適用于不銹鋼、普通碳鋼、鋁板、黃適用于不銹鋼、普通碳鋼、鋁板、黃銅等金屬薄板切割銅等金屬薄板切割文件格式支持文件格式支持plt、dxf等圖形文件等圖形文件整機功率： 1 6kw切割范圍： 350350mm激光切割最大速度： 25mm/s激光切割最小線寬： 0.2mmx軸行程： 350mmy軸行程： 350mm重復定位精度： 0.02mm臺面承重： 250kg整機結(jié)構(gòu)： 一體式結(jié)構(gòu)二、切割工藝介紹 激光切割工藝由激光

4、器輸出波長為1064nm的激光束經(jīng)擴束通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個個細微的、高能量密度的光斑作用在物體表面，經(jīng)高能量光點熔融、蒸發(fā)金屬材料，并通過高壓保護氣體（n2）擠壓帶走溶渣或助燃氣體（o2）助燃使作用點瞬間熔融能量加強，提高激光加工能力.激光切割工藝分類：1.汽化切割2.無氧熔化切割3.氧助熔化切割4.控制斷裂切割如飛秒激光切割任何材料都屬于汽化切割，或連續(xù)激光切割一些低汽化溫度如飛秒激光切割任何材料都屬于汽化切割，或連續(xù)激光切割一些低汽化溫度的材料如木材，碳素及某些塑料。的材料如木材，碳素及某些塑料。1. 汽化切割： 當聚焦到材料表面的激光功率密度非常高時，與熱傳導相

5、比，材料表面的溫度上升極快，直接達到汽化溫度，而沒有熔化產(chǎn)生。2.無氧熔化切割當激光切割材料時，若所吹輔助氣體為惰性氣體，熔化的材料將不會與空氣中的氧氣接觸，也就不會產(chǎn)生化學反應。故稱為無氧熔化切割。因此在同等條件下，無氧熔化切割所需的激光能量將比氧助熔化切割的高。一般講，氧氣流的速度越高，金屬材料氧化放熱反應，就越激烈。一般講，氧氣流的速度越高，金屬材料氧化放熱反應，就越激烈。產(chǎn)生的熔渣被高速的氧氣流排出越徹底，可以得到較高的切割速度產(chǎn)生的熔渣被高速的氧氣流排出越徹底，可以得到較高的切割速度，但氧氣流的速度太高，氣流會帶走太多的熱能，導致熔化金屬冷，但氧氣流的速度太高，氣流會帶走太多的熱能，

6、導致熔化金屬冷卻，使金屬的氧化反應速度減緩，會產(chǎn)生切不透的現(xiàn)象。卻，使金屬的氧化反應速度減緩，會產(chǎn)生切不透的現(xiàn)象。3.氧助熔化切割當激光切割金屬材料時，若所吹輔助氣體為氧氣或含氧的混合氣體，被激光加熱的金屬材料產(chǎn)生氧化放熱反應，這樣在激光能量外就產(chǎn)生了另一個熱源金屬化學反應產(chǎn)生的熱能，并且兩個熱能共同完成材料的熔化及切割，稱之為氧助熔化切割。激光劃片：激光劃片主要是指刻劃硅片，陶瓷基片、金剛石薄膜、激光劃片：激光劃片主要是指刻劃硅片，陶瓷基片、金剛石薄膜、太陽能電池等都屬于控制斷裂切割。太陽能電池等都屬于控制斷裂切割。4.控制斷裂切割對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的切

7、斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。1.工件特性及激光波長對切割效果影響很大:因為它們直接影響材料對激光能量的吸收率。吸收率大小決定著激光加工的能量利用率。一般非金屬材料對紫外激光和10600nm的co2激光的吸收率很大。不同的金屬材料對不同的波長的激光的吸收率變化很大。2.工藝參數(shù)的影響：氣嘴大小、氣流、輔助氣體、切割速度、能量大小頻率高低、焦點位子、穿孔時間、程序設計（切割路徑優(yōu)化）等。3.激光模式的好壞及光束質(zhì)量、光路是否偏離都對切割

8、效果有影響。三、影響激光切割效果的因素 四、常用材料的激光切割特性不同的材料激光切割的特性也不一樣，因為對激光的吸收率不相同?，F(xiàn)在主要講下金屬類的材料激光切割。下圖為不同的金屬對不同的波長激光吸收率u普通碳鋼的激光切割普通碳鋼的激光切割 低碳鋼最適合用氧助熔化激光切割。低碳鋼含有99%以上的鐵，鐵的氧化反應產(chǎn)生大量的熱，可以減小對激光的能量要求；另氧氣可自由穿過氧化反應造成的氧化鐵層進入熔化材料。因氧化的熔渣的黏度低，很容易被氣流吹走。所以激光切割低碳鋼速度高切口較好、光潔。u不銹鋼的激光切割不銹鋼的激光切割 不銹鋼一般采用高壓氮氣輔助切割，需要的激光能量較高，切口白亮不會氧化不變色且毛刺很少

9、。如用氧氣切割，在相同的激光能量下，速度可更快，但切口被氧化發(fā)黑。不同型號的不銹鋼，可能切割參數(shù)略有不同，效果也略有差別。因為不銹鋼含鉻或者鎳的成分不一樣。u鈦及其合金的激光切割因為鈦的氧化反應放大量的熱能，氧氣切割會產(chǎn)生劇烈反應，雖然速度較快，但很容易引起切口過燒，一般采用空氣為輔助切割，背面有少量毛渣產(chǎn)生，但很容易清除，這樣便于控制切割效果。也可吹氮氣切割，減少氧化污染問題，但切口有熱影響易改變材料的力學性能。u鎳合金的激光切割對鎳合金的激光切割同不銹鋼的切割差不多，但由于熔融態(tài)的鎳的黏度較高，更容易引發(fā)熔渣黏在背面的害縫上，也就是容易產(chǎn)生毛刺，一般情況下用氧氣切割。u銅材料的激光切割銅跟

10、鋁很相似，對激光有較高的反射率，較薄的黃銅還是比較好切割，但紅（紫）銅需要吹氧氣可以較好的切割。背面會有毛刺，很容易刮掉。貴金屬（金、銀）激光切割跟銅極為相似，需要貴金屬（金、銀）激光切割跟銅極為相似，需要吹氧氣切割。吹氧氣切割。u鋁及其合金的激光切割由于鋁及其合金對yag激光有較高的反射率，一般用的激光能量都比切割碳鋼、不銹鋼的能量要高。切割可以吹空氣。切口比較白亮，但無論吹空氣還是氮氣切割，背面都有少量的粉沫狀的毛刺，卻是很容易去除。說明cs035系列切割機，切割不銹鋼時通常只采用空氣和氮氣而不采用氧氣，對切面質(zhì)量有較高要求的情況下采用較大壓力的氮氣，可以得到較細的縫寬和較光潔的斷面（銀白的金屬光澤），以及較少的毛刺量，相應的會增加成本。cs035系列切割機，切割碳鋼時，通常采用空氣和氧氣而不采用氮氣，使用氧氣可以提高斷面的光潔度（烏黑的金屬光澤），也可以使切割速度有一定提高，同時氧氣的壓力不宜太大，過大的氣壓會引起爆孔而難以控制。200w光纖切割機使用連續(xù)方式的光纖激光器，通常需要氧氣進行輔助切割，使用氮氣時會大大降低板材的切割速度，但是可以使不銹鋼得到較為光潔的切割斷面，對于厚度超過0.4mm的不銹鋼可以考慮使用氮氣保護，對于厚度在0.2mm以下的smt鋼網(wǎng)（不