激光切割在我國(guó)的幾大發(fā)展優(yōu)勢(shì)
發(fā)布者:實(shí)遠(yuǎn) 時(shí)間:2019-10-14 21:05:21
激光切割是目前國(guó)內(nèi)外激光加工應(yīng)用中最主要的技術(shù),主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各種材料的切割、焊接、打孔以及刻劃等技術(shù)處理。 激光加工應(yīng)用以CO2和YAG為主。其中,CO2激光器以激光切割和焊接應(yīng)用最廣,分別占到70%和20%,表面處理則不到10%。YAG激光器的應(yīng)用是以焊接、標(biāo)記(50%)和切割(15%)為主。在美國(guó)和歐洲CO2激光器占到了70~80%。我國(guó)激光加工中以激光切割為主的占10%,其中98%以上的CO2激光器,功率在1.5kW~2kW范圍內(nèi),而以熱處理為主的約占15%,大多數(shù)是進(jìn)行激光處理汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸套。這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益都很高,故有很大的市場(chǎng)前景。
1、 高能量、密度可控性好
激光束聚焦后形成具有極強(qiáng)能量的很小作用點(diǎn),把它應(yīng)用于切割有許多特點(diǎn)。首先,激光光能轉(zhuǎn)換成驚人的熱能保持在極小的區(qū)域內(nèi),可提供狹的直邊割縫、最小的鄰近切邊的熱影響區(qū)以及極小的局部變形。其次,激光束對(duì)工件不施加任何力,它是無(wú)接觸切割工具,這就意味著工件無(wú)機(jī)械變形、)無(wú)刀具磨損,也談不上刀具的轉(zhuǎn)換問(wèn)題、切割材料無(wú)須考慮它的硬度,也即激光切割能力不受被切材料的硬度影響,任何硬度的材料都可以切割。再次,激光束可控性強(qiáng),并有高的適應(yīng)性和柔性,因而(與自動(dòng)化設(shè)備相結(jié)合很方便,容易實(shí)現(xiàn)切割過(guò)程自動(dòng)化;由于不存在對(duì)切割工件的限制,激光束具有無(wú)限的仿形切割能力;與計(jì)算機(jī)結(jié)合,可整張板排料,節(jié)省材料。
2、 切縫窄,工件變形小
激光束聚焦成很小的光點(diǎn),使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度。這時(shí)光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)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(duì)線性移動(dòng),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。 激光切割過(guò)程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時(shí)利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料,同時(shí)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(jìn)入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進(jìn)入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過(guò)熱。 大多數(shù)有機(jī)與無(wú)機(jī)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(jìn)行無(wú)變形切割。當(dāng)然,對(duì)高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導(dǎo)體,因此激光切割很困難,甚至不能切割。
3、 適應(yīng)性和靈活性
與其它常規(guī)加工方法相比,激光切割具有更大的適應(yīng)性。 首先,與其他熱切割方法相比,同樣作為熱切割過(guò)程,別的方法不能象激光束那樣作用于一個(gè)極小的區(qū)域,結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。激光切割能切割非金屬,而其它熱切割方法則不能。 激光技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,取得了上千項(xiàng)科技成果,許多已用于生產(chǎn)實(shí)踐,激光切割加工設(shè)備產(chǎn)量平均每年以20%的速度增長(zhǎng),為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造、提高產(chǎn)品質(zhì)量解決了許多問(wèn)題,如激光毛化纖技術(shù)正在寶鋼、本鋼等大型鋼廠推廣,將改變我國(guó)汽車覆蓋件的鋼板完全依賴進(jìn)口的狀態(tài),激光標(biāo)記機(jī)與激光焊接機(jī)的質(zhì)量、功能、價(jià)格符合國(guó)內(nèi)目前市場(chǎng)的需求,市場(chǎng)占有率達(dá)90%以上。