激光加工工藝教案

激光加工工藝教案職 教 中 授 課 人：2011-4課程名稱：激光加工工藝課 時：3課時教學目的和要求本課配合理論教學，通過實驗從實踐中進一步學習，掌握和運用學過噴嘴高度、噴嘴直徑、輔助氣體、輔助氣體純度、輔助氣體流量、輔助氣體壓力、板材材質(zhì)、板材表面質(zhì)量。教學重點、難點：通過這節(jié)課學生要認真掌握一下幾點：焦點位置、噴嘴直徑、輔助氣體、輔助氣體流量、輔助氣體壓力、板材材質(zhì)、板材表面質(zhì)量。教學過程：光束直徑光束直徑切割氣體類型透鏡焦距輔助氣體壓力割嘴直徑割嘴相對板面距離材料表面焦點割縫寬一、激光模式激光器的模式對工藝影響很大。如：切割時要求到達鋼板表面的模式較好。這與激光器本身的模式和外光路鏡片的質(zhì)量有直接的關(guān)系。二、焦點位置焦點位置是一個關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)正確調(diào)節(jié)焦點位置。1、焦點位置與切割面的關(guān)系焦點位置 示意圖 特征適用于5毫米以下薄碳鋼等。噴嘴零焦距焦點在工件

（切斷面）表面 切幅噴嘴

焦點在工件上表面，所以，切割光滑，下表面則不光滑。鋁材、不銹鋼等工件采用這種方式。（切斷面）負焦距表面下噴嘴正焦距焦點在工件

切幅焦點在中央，因此平滑面范圍較大，切幅比零焦距的切幅寬，切割氣體流量較大，穿孔時間較零焦距為長。切割厚鋼板時采用。厚鋼板切斷時，切斷用氧氣的氧化作用必須從上面到底面。因厚板之故切幅要寬，這樣的設(shè)定可得較寬的切幅。切斷面和瓦斯切斷類表面上切幅2、焦點位置對切割斷面的影響

似，可以說是用氧氣吹斷，因此斷面較粗糙。1.5mm上0.5mm上2.5mm上3、焦點尋找焦點調(diào)試方法：將割嘴拿下，將Z。3） 100%P000001。y軸到劃痕最細點。焦點位置為z=Z+Y×0.3 z：焦點位置z軸坐標。 Z：當前z軸坐標。 Y：當前y軸坐標。5，執(zhí)行隨動。調(diào)節(jié)焦點，使其Z4）的值。再鎖緊。0。三、噴嘴噴嘴形狀、噴嘴孔徑、噴嘴高度（噴嘴出口與工件表面之間的距離）等，均會影響切割的效果。圖1 噴嘴噴嘴的作用防止熔漬等雜物往上反彈，穿過噴嘴，污染聚焦鏡片?？刂茪怏w擴散面積及大小，從而控制切割質(zhì)量。噴嘴與切割品質(zhì)的關(guān)系噴嘴出口孔中心與激光束的同軸度是影響切割質(zhì)量優(yōu)劣的重要因素之一，工件越厚，影響越大。當噴嘴發(fā)生變形或有熔漬時，將直接影響同軸度。故噴嘴應(yīng)小心保存，避免碰傷以免造成變形。噴嘴形狀和尺寸的制造精度高，安裝時應(yīng)注意方法正確。如果由于噴嘴的狀況不良，從而需要要改變切割時的各項條件，那就不如更換新的噴嘴。激光激光噴嘴左邊吹氣量小右邊吹氣量小軸度對切割斷面的影響噴嘴孔與激光束同軸度的調(diào)整噴嘴孔與激光束的同軸度的調(diào)整步驟如下：白色不干膠帶在噴嘴的出口端面涂抹印泥（一般以紅色為好在噴嘴出口端面上。如圖所示。白色不干膠帶圖2 調(diào)整同軸步驟110~20瓦的功率，手動打孔。取下不干膠紙，注意保持其方向，以便與噴嘴相比照。如果噴嘴中心偏離激光束中心過大時，將無法看到這個黑點（光束射到了噴嘴的壁上。噴嘴偏離太大正確松動。正確圖 3 聚焦鏡松動注意觀察黑點偏離噴嘴中心的方向，調(diào)整噴嘴位置。噴嘴孔徑孔徑大小對切割質(zhì)量和穿孔質(zhì)量有關(guān)鍵性的影響。如果噴嘴孔徑過大，切割時四處飛濺的熔化物，可能穿過噴嘴孔，從而濺污鏡片。孔徑越大，幾率越高，對聚焦鏡保護就越差，鏡片壽命也就越差。噴嘴高度的調(diào)整噴嘴高度即噴嘴出口與工件表面之間的距離。四、切割速度速度過快如果切割速度過快，可能造成以下后果?？赡軣o法切透，火花亂噴。有些區(qū)域可以切透，但有些區(qū)域無法切透。整個斷面較粗，但不產(chǎn)生溶漬。切割斷面呈斜條紋路，且下半部產(chǎn)生溶漬。速度太慢造成過熔，切斷面較粗糙。切縫變寬，尖角部位整個溶化。影響切割效率。五、切割輔助氣體選擇切割輔助氣體的種類和壓力時，宜從以下幾方面考慮：一般使用氧氣切割普通碳鋼，低壓打孔，高壓切割。一般使用空氣切割非金屬，低壓和高壓的壓力可調(diào)為一樣，打孔時間設(shè)為0。一般使用氮氣切割不銹鋼等，低壓氧氣打孔。氣體純度越高，切割質(zhì)量越好。切割低碳鋼板純度至少99.6%以上，切割12mm以上碳鋼板建議氧氣純度99.9以上。切割不銹鋼板氮氣純度應(yīng)達到99.6%以上。氮氣純度越高，切割斷面質(zhì)量越好。如果切割用氣體純度不好要求，不但影響切割的質(zhì)量，而且會造成鏡片的污染。輔助氣體對切割質(zhì)量的影響氣體有助于散熱及助燃，吹掉溶漬，改善切割面品質(zhì)。氣體壓力不足時，對切割的影響輔助氣體對穿孔的影響氣體壓力過低時，不易穿透，時間增長。氣體壓力太高時，造成穿透點熔化，形成大的熔化點。切割有機玻璃時的輔助氣體有機玻璃屬于易燃物，為了得到透明光亮的切割面，所以選用氮氣或空氣，阻燃。如果選用氧氣，則切割質(zhì)量不夠好。必須在切割時根據(jù)實際情況進行選擇合適的壓力。氣體壓力越小，切割光亮度越高，產(chǎn)生的毛斷面越窄。但氣體壓力過低，造成切割速度慢，板面下出現(xiàn)火苗，影響下表面質(zhì)量。六、激光功率激光功率對切割過程和質(zhì)量有決定性的影響。功率太小無法切割圖4 功率