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    不锈钢、碳钢、铜铝,万瓦激光切割时会有哪些问题?

    来源:s  发表时间:2022/5/9 11:26:33  点击次数:【30】


    如今,越来越多的激光企业顺应市场发展、满足用户需求,开始陆续推出万瓦光纤激光器系列。但是,用户在使用过程中也会遇到一些操作难点。本文针对不锈钢、碳钢、铜铝切割三类材料的切割应用,提出可能存在的问题及解决方案,给同行以实际参考。

    不锈钢切割

    不锈钢切割因具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等特点,在重工业、轻工业、生活用品以及建筑装饰等行业中被广泛应用。?

    调试方法

    1、针对不同功率BWT光纤激光器,调试不同厚度不锈钢切割断面达到最佳效果;

    2、切割断面效果及切割速度符合要求后,调节穿孔工艺参数;
    3、切割效果及穿孔工艺满足要求后,批量试切,验证工艺一致性和稳定性。

    注意事项

    喷嘴选择:不锈钢厚度越厚,则选择孔径越大的喷嘴,且设置切割气压越高。
    频率调试:不锈钢厚板氮气切割时,频率通常是550 Hz至150 Hz之间。频率的优化调节,可改善切割断面粗糙度。
    占空比调试:优化占空比50%-70%,可改善切割断面发黄和分层等问题。
    焦点选择:氮气切割不锈钢时,正焦或负焦需根据材料厚度、喷嘴型号及切割断面来决定。通常情况下,负离焦适合连续中薄板切割,正离焦适合厚板脉冲模式无分层断面效果切割。

    碳钢切割

    碳钢以工程应用成本较低、综合性能良好等优点广泛应用于建筑结构、大型海港码头设施、大型船舶、管线和滨海设施等各个领域中。

    调试方法

    1、针对不同功率BWT光纤激光器,调试不同厚度碳钢切割断面达到最佳效果;
    2、切割断面效果及切割速度符合要求后,调节穿孔工艺参数;
    3、切割效果及穿孔工艺满足要求后,批量试切,验证工艺一致性和稳定性。

    注意事项

    喷嘴选择:碳钢厚度越厚,则选择喷嘴的孔径应适当加大,切割气压也要适当调整。小孔径喷嘴更容易出高亮切割断面,但长期工艺稳定性也会受影响,故在喷嘴孔径的选择上,应保证切割稳定性和质量前提下做合适选择。
    气体选择:空气或氮气辅助切割速度低于氧气时,应该选择氧气,可提升切割质量。
    频率调试:不同功率切割碳钢厚板时,需采用频率和占空比结合的方式,可以提升切割效果和落料。
    焦点选择:氧气切割碳钢时,正焦一般是高亮切割首选,负焦可以适当提升中厚度板的速度,但断面质量会有所降低。

    铜、铝切割

    铜是一种优良的导热、导电材料,随着交通和工业的日益发展,目前市场上对铜类合金特别是黄铜、紫铜的激光切割需求日趋旺盛,对此类材料的加工精度和加工速度要求越来越高。而随着近年来新能源汽车产业的带动,动力电池行业迎来了爆发式增长。铝合金是动力电池材料的主要组成部分,占整个动力电池的90%以上。因而,激光焊接铝合金技术正在发挥越来越重要的作用。

    像铜、铝这样的高反材料通常对光纤激光的吸取率极低,而且吸取的热量很快会扩散,同时激光照射到这些高反材料上,大部分能量会被反射出去,反射的激光有可能会返回激光器内部,在加工过程中出现出光不稳定、或停止出光现象,甚至还会对激光器造成很大的损伤,缩短激光器的寿命。

    什么是高反材料

    材料导电性越好,反射率越高。例如紫铜广泛用于制作导电、导热器材,是名副其实的高反材质。

    材料表面粗糙度越小,越光亮,反射率越高。例如,对于普通的拉丝不锈钢,其反光能力不是很强;但当其表面足够光滑,达到镜面效果时,则对激光加工而言也存在一定程度的反射。


    通常,固态金属对激光的吸取率较低,熔化成液态以后,吸取率会有所提高。如:室温下紫铜对红外激光的吸取率约为5%,加热到熔点附近后吸取率能够达到20%左右。


    不同材料对不同波长光的吸取率也不同。如铜(Cu)和银(Ag)对于波长1080 nm的光纤激光而言,是高反材料,其吸取率很低,远远低于铁(Fe)和钢(Steel);但是,它们对固体激光的吸取率相对而言就要高很多。

    调试方法

    1、针对不同功率BWT光纤激光器,调试不同厚度铜、铝切割断面达到最佳效果;
    2、切割断面效果及切割速度符合要求后,调节穿孔工艺参数;
    3、切割效果及穿孔工艺满足要求后,批量试切,验证工艺一致性和稳定性。

    注意事项

    喷嘴选择:在铜铝高反材料切割时,在满足切割需求情况下,尽量选择孔径较小喷嘴,避免漫反射激光通过加工头进入激光器内部光学腔体,导致其损坏。


    气体选择:紫铜切割选择高压氧气、铝合金选择空气,黄铜切割选择氮气或空气作为辅助切割气体。

    激光功率:高反材料切割一定要使用满功率连续模式下切割。


    焦点选择:高反材料切割在满足切割断面质量条件下,尽量减少离焦量,增加激光功率密度,缩短融化材料的时间,从而提升材料吸取率,避免高反的产生。


    速度选择:高反材料批量加工时,速度应适当降低,大约是打样速度的80%左右。避免因速度不当造成高反光加热喷嘴、调高器电容容值变化、喷嘴间距变化,导致切割不稳定,并引起更多反射光通过切割头进入激光器光腔,损害激光器。

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