在工業(yè)生產(chǎn)中,激光切割加工主要是通過(guò)調(diào)整激光的平均功率來(lái)實(shí)現(xiàn)的,具體的操作方式是改變脈沖的寬度;改變脈寬或頻率等參數(shù)來(lái)提高工件表面質(zhì)量。調(diào)整脈沖的頻率;改變脈寬、重復(fù)率等參數(shù)。在同一時(shí)間內(nèi)調(diào)整脈沖的寬度與頻率。本文介紹了激光切割機(jī)參數(shù)對(duì)加工精度影響程度的研究結(jié)果,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證,調(diào)整激光的平均功率是最有效的方法。
1、在連續(xù)激光照射之后,爆破穿孔材料會(huì)在中心區(qū)域形成一個(gè)凹坑。隨后,與激光束同軸的氧流會(huì)迅速地去除熔融材料,從而形成一個(gè)新的孔洞。這種方法是用一種特殊裝置把炸藥和氧同時(shí)注入孔內(nèi),使之成為爆轟波并傳播到整個(gè)孔壁上。孔的尺寸通常與板材的厚度有關(guān),而爆破造成的穿孔的平均直徑是板材厚度的一半。
2、在脈沖穿孔過(guò)程中,使用高峰值功率的脈沖激光可以使少量材料熔化或汽化,通常會(huì)使用空氣或氮?dú)庾鳛檩o助氣體,這樣可以減少放熱氧化導(dǎo)致的孔擴(kuò)展,使得氣體壓力低于切割時(shí)的氧氣壓力。在小孔形成過(guò)程中,由于激光束和工件表面之間存在較大摩擦作用,導(dǎo)致孔壁溫度升高,從而引起大量熱量向內(nèi)部傳導(dǎo)。每一次脈沖激光都只會(huì)產(chǎn)生微小的粒子并逐漸深入,這意味著厚板的穿孔過(guò)程可能需要數(shù)秒。在一般情況下,可以通過(guò)調(diào)節(jié)激光器輸出光能量大小來(lái)控制小孔形狀。因此,所采用的激光切割技術(shù)不僅需要有較高的輸出能力;還要考慮能量密度對(duì)小孔形狀的影響。更為關(guān)鍵的是,光束在時(shí)間和空間上的特性。要保證這種高精度的打孔質(zhì)量,必須對(duì)激光電源進(jìn)行嚴(yán)格的穩(wěn)頻控制。除此之外,脈沖穿孔過(guò)程還需要一個(gè)相當(dāng)可靠的氣路控制系統(tǒng),以便能夠靈活地切換不同類(lèi)型的氣體、調(diào)整氣體壓力,并精確地控制穿孔發(fā)生的時(shí)間。
本文著重討論了脈沖穿孔的工藝參數(shù)及其對(duì)切割質(zhì)量的影響規(guī)律。在使用脈沖穿孔技術(shù)時(shí),為確保切口的高品質(zhì),我們應(yīng)該高度重視從工件靜止?fàn)顟B(tài)下的脈沖穿孔到工件的等速連續(xù)切割的技術(shù)轉(zhuǎn)換。目前常用的方法是通過(guò)對(duì)加工速度進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到這種目的。理論上,加速段的切割條件,如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,通常是可以調(diào)整的,但實(shí)際上,由于時(shí)間太短,改變這些條件的可能性很小。