解析激光切割不同材料的优势
激光切割是应用最为广泛的激光加工方法,可占整个激光加工业的70%以上。与其他传统的切割方法相比,激光切割最大的优势在于具有高速度、高精度以及高适应性等特点。激光可以加工碳钢、合金钢、不锈钢、铝、钛、铜、有机玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、石英玻璃等金属以及非金属材料。具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现控制自动化等诸多优点。用激光加工金属板材,可以代替一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法,能最大程度缩短生产周期和降低成本,因此,目前激光加工已经广泛的应用于电器开关、家用电器、纺织机械、轻工机械、治金设备、汽车制造、医疗器械、粮食机械等众多工业部门中的钣金加工业。
近年来,激光产业发展速度极快,欧洲、美国和日本等先进国家都以每年15%-20%的速度增长,而我国自1985年以来也以每年25%以上的速度在剧增。今后随着激光加工技术的不断发展,激光切割或将成为21世纪不可缺少的重要加工技术手段。
激光切割机属于精密加工设备,在诸多领域都得到了广泛的应用,可针对不同的材料进行高速度、高质量、高精度切割。
1.金属材料的激光加工
(1)碳钢
现代激光切割系统能够加工碳钢板的最大厚度可达20mm,利用氧化熔融切割机切割碳钢的切缝可控制在满意的宽度范围,对薄板其切缝可窄至0.1mm左右。
(2)不锈钢
激光切割对于利用不锈钢薄板作为主构件的制造业来说是个有效的加工工具。在严格控制激光切割过程中的热输入的措施下,可以限制切边热影响区让其变得很小,从而有效的保持此类材料的良好耐腐蚀性。
(3)合金钢
大多数合金结构钢和合金工具钢都能用激光切割方法获得良好的切边质量。即便是一些高强度的材料,只要工艺参数控制的得当,可获得平直、无粘渣切边。不过,对于含钨的高速工具钢和热模钢来说,在进行切割时会有熔蚀和粘渣现象发生。
(4)铝及合金
铝切割属于熔融切割机制,所用的辅助气体主要用于从切割区吹走熔融产物,通常可获得比较好的切面质量。对部分铝合金来说,需要注意预防切缝表面晶间微裂缝产生。
(5)铜及合金
纯铜(紫铜)由于较高的反射率,基本上不能用C02激光束进行切割。黄铜(铜合金)使用较高的激光功率,辅助气体可以采用空气或氧,可以对比较薄的板材进行切割。
(6)钛及合金
纯钛能够很好的耦合聚焦激光束转化的热能,辅助气体采用纯氧时产生的化学反应激烈,切割速度较快,但容易在切边生成氧化层,甚至还会引起过烧。为稳妥起见,建议采用空气作为辅助气体比较好,以确保切割质量。
飞机制造行业常用的钛合金激光切割质量较好,虽然切缝底部会出现少许粘渣,但极易清除。
(7)镍合金
镍基合金也可称为超级合金,品种很多。其中大多数都可以实施氧化熔融切割。
2.非金属材料的激光加工
(1)有机材料
可用激光进行切割的有机材料包括:塑料(聚合物)、橡胶、木材、纸制品、皮革等。
(2)无机材料
可用激光进行切割的无机材料包括:石英、玻璃、陶瓷、石头等。
(3)复合材料
新型轻质加强纤维聚合体复合材料是很难用常规方法进行加工。利用激光无接触加工的特点,可以对固化前的层迭薄片进行高速切割修剪、定尺,在激光束的加热条件下,薄片边缘被融合,就避免了纤维屑的生成。对完全固化后的厚工件尤其是硼纤维和碳纤维合成材料,激光切割需要注意防止切边可能会有碳化、分层或是热损伤的发生。正如塑料切割一样,合成材料的切割过程中需要及时的排除废气。还有一种类型的复合材料就是单纯由两种性能不同的材料上下复合在一起,为了获取较好的切割质量,激光切割总的原则是先切割具有较好切割性的那一面。
激光切割是应用最为广泛的激光加工方法,可占整个激光加工业的70%以上。与其他传统的切割方法相比,激光切割最大的优势在于具有高速度、高精度以及高适应性等特点。激光可以加工碳钢、合金钢、不锈钢、铝、钛、铜、有机玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、石英玻璃等金属以及非金属材料。具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现控制自动化等诸多优点。用激光加工金属板材,可以代替一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法,能最大程度缩短生产周期和降低成本,因此,目前激光加工已经广泛的应用于电器开关、家用电器、纺织机械、轻工机械、治金设备、汽车制造、医疗器械、粮食机械等众多工业部门中的钣金加工业。
近年来,激光产业发展速度极快,欧洲、美国和日本等先进国家都以每年15%-20%的速度增长,而我国自1985年以来也以每年25%以上的速度在剧增。今后随着激光加工技术的不断发展,激光切割或将成为21世纪不可缺少的重要加工技术手段。
激光切割机属于精密加工设备,在诸多领域都得到了广泛的应用,可针对不同的材料进行高速度、高质量、高精度切割。
1.金属材料的激光加工
(1)碳钢
现代激光切割系统能够加工碳钢板的最大厚度可达20mm,利用氧化熔融切割机切割碳钢的切缝可控制在满意的宽度范围,对薄板其切缝可窄至0.1mm左右。
(2)不锈钢
激光切割对于利用不锈钢薄板作为主构件的制造业来说是个有效的加工工具。在严格控制激光切割过程中的热输入的措施下,可以限制切边热影响区让其变得很小,从而有效的保持此类材料的良好耐腐蚀性。
(3)合金钢
大多数合金结构钢和合金工具钢都能用激光切割方法获得良好的切边质量。即便是一些高强度的材料,只要工艺参数控制的得当,可获得平直、无粘渣切边。不过,对于含钨的高速工具钢和热模钢来说,在进行切割时会有熔蚀和粘渣现象发生。
(4)铝及合金
铝切割属于熔融切割机制,所用的辅助气体主要用于从切割区吹走熔融产物,通常可获得比较好的切面质量。对部分铝合金来说,需要注意预防切缝表面晶间微裂缝产生。
(5)铜及合金
纯铜(紫铜)由于较高的反射率,基本上不能用C02激光束进行切割。黄铜(铜合金)使用较高的激光功率,辅助气体可以采用空气或氧,可以对比较薄的板材进行切割。
(6)钛及合金
纯钛能够很好的耦合聚焦激光束转化的热能,辅助气体采用纯氧时产生的化学反应激烈,切割速度较快,但容易在切边生成氧化层,甚至还会引起过烧。为稳妥起见,建议采用空气作为辅助气体比较好,以确保切割质量。
飞机制造行业常用的钛合金激光切割质量较好,虽然切缝底部会出现少许粘渣,但极易清除。
(7)镍合金
镍基合金也可称为超级合金,品种很多。其中大多数都可以实施氧化熔融切割。
2.非金属材料的激光加工
(1)有机材料
可用激光进行切割的有机材料包括:塑料(聚合物)、橡胶、木材、纸制品、皮革等。
(2)无机材料
可用激光进行切割的无机材料包括:石英、玻璃、陶瓷、石头等。
(3)复合材料
新型轻质加强纤维聚合体复合材料是很难用常规方法进行加工。利用激光无接触加工的特点,可以对固化前的层迭薄片进行高速切割修剪、定尺,在激光束的加热条件下,薄片边缘被融合,就避免了纤维屑的生成。对完全固化后的厚工件尤其是硼纤维和碳纤维合成材料,激光切割需要注意防止切边可能会有碳化、分层或是热损伤的发生。正如塑料切割一样,合成材料的切割过程中需要及时的排除废气。还有一种类型的复合材料就是单纯由两种性能不同的材料上下复合在一起,为了获取较好的切割质量,激光切割总的原则是先切割具有较好切割性的那一面。