激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達到很高的功率密度。這時光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分,材料很快加熱至汽化程度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小,基本沒有工件變形。 切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產(chǎn)生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導致鏡片過熱。 大多數(shù)有機與無機材料都可以用激光切割。在工業(yè)制造系統(tǒng)占有份量很重的金屬加工業(yè),許多金屬材料,不管它是什么樣的硬度,都可以進行無變形切割。當然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導體,因此激光切割很困難,甚至不能切割。激光切割無毛刺、皺折、精度高,優(yōu)于等離子切割。對許多機電制造行業(yè)來說,由于微機程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件,它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用;盡管它加工速度還慢于模沖,但它沒有模具消耗,無須修理模具,還節(jié)約更換模具時間,從而節(jié)省了加工費用,降低了生產(chǎn)成本,所以從總體上考慮是更合算的。
激光切割與其他熱切割方法相比較,總的特點是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個方面。 ⑴ 切割質(zhì)量好 由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。 ① 激光切割切口細窄,切縫兩邊平行并且與表面垂直,切割零件的尺寸精度可達±0.05mm。 ② 切割表面光潔美觀,表面粗糙度只有幾十微米,甚至激光切割可以作為后一道工序,無需機械加工,零部件可直接使用。 ③ 材料經(jīng)過激光切割后,熱影響區(qū)寬度很小,切縫附近材料的性能也幾乎不受影響,并且工件變形小,切割精度高,切縫的幾何形狀好,切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表1,切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。 ⑵ 切割效率高由于激光的傳輸特性,激光切割機上一般配有多臺數(shù)控工作臺,整個切割過程可以全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時,只需改變數(shù)控程序,就可適用不同形狀零件的切割,既可進行二維切割,又可實現(xiàn)三維切割。 ⑶ 切割速度快 用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板,切割速度可達600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板,切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定,既可節(jié)省工裝夾具,又節(jié)省了上、下料的輔助時間。
激光切割設備的價格相當貴,約150萬元以上。隨著眼前儲罐行業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的行業(yè)和企業(yè)運用到了儲罐,越來越多的企業(yè)進入到了儲罐行業(yè)。但是,由于降低了后續(xù)工藝處理的成本,所以在大生產(chǎn)中采用這種設備還是可行的。 由于沒有刀具加工成本,所以激光切割設備也適用生產(chǎn)小批量的原先不能加工的各種尺寸的部件。激光切割設備通常采用計算機化數(shù)字控制技術(CNC)裝置。采用該裝置后,就可以利用電話線從計算機輔助設計工作站來接受切割數(shù)據(jù)。
鈑金件的質(zhì)量除在生產(chǎn)制程中嚴格要求外,就是需要獨立于生產(chǎn)的品質(zhì)檢驗,一是按圖紙嚴格把關尺寸,二是嚴格把關外觀質(zhì)量,對尺寸不符者進行返修或報廢處理,外觀不允許碰劃傷,噴涂后的色差、耐蝕性、附著力等進行檢驗。這樣可以找到展開圖錯誤,制程中的不良習慣,制程中的錯誤,如數(shù)沖編程錯誤,模具錯誤等。