如何确定激光切割头切割工艺参数?

2019-06-17 10:19:11 金晓


激光切割头基本上类似于激光焊接头,除了焊接头需要使用激光焊枪,并且每个都需要使用激光切割炬(也称为切割枪)。激光切割头大多被运用于CO2激光切割设备,主要由激光器,光导系统,数控运动系统,割炬,吸烟系统等组成。激光切割头的主要工作参数是:


激光切割头NC60


光束模式

基模,也称为高斯模,是最理想的切割模式,主要发生在功率小于1kW的低功率激光器中。低阶模式接近基模,主要发生在1~2 kW中功率激光器中。多模是高阶模式的混合,出现在功率大于3kW的高功率激光器中。

在相同的功率下,多个模具具有较差的聚焦和较低的切割能力。单模激光的切割能力归因于多模。例如,300W单模激光器具有与500W多模激光器相同的切割能力。请参考图1,用于单模激光切割头常用材料的参数。多模激光切割头参数示意图2。


激光切割工艺参数


激光切割工艺参数


激光功率

激光切割头所需的激光头功率主要取决于切割类型和被盗材料的性质。气化切割需要最高的激光头功率,然后进行熔体切割和氧气切割。激光头功率对切割厚度,切割速度,切口宽度等有很大影响。一般来说,可切割材料的厚度随着激光头功率的增加而增加,切割速度增加,切口宽度也增加。

焦点位置

聚焦位置,即散焦量,对凹口宽度有很大影响。通常,当焦点位于材料表面下方厚度的约1/3时,切割深度最大,嘴宽度最小。

焦点深度

当切割较厚的钢板时,应使用具有较大焦深的光束来获得具有良好垂直度的切割表面。当焦深较大时,光斑直径增大,功率密度减小,这意味着切割速度降低。为了保持一定的切割速度,必须增加激光头功率。建议使用较小的焦深来切割薄板,使光斑直径小,功率密度大,切割速度快。

辅助气体

氧气主要用作切削低碳钢的辅助气体,铁氧燃烧反应的热量用于促进切削过程。此外,切割速度快,切割质量好,可以获得无渣切割。它的压力增加,动能增加,炉渣排放能力增加。但是,如果压力太高,切割表面会很粗糙。另外,氧气的纯度对切削速度有一定的影响。例如,如果氧气纯度降低2%,则切割速度将降低50%。

喷嘴结构

喷嘴的结构形状也影响激光切割头的质量和效率。不同的切割机使用不同形状的喷嘴。常见的喷嘴形状包括:圆柱形,圆锥形,方形等。激光切割头通常使用同轴(气流与光轴同心)喷嘴。如果气流与光轴不同,则在切割过程中容易产生大量飞溅。为了确保切割过程的稳定性,喷嘴端面与工件表面之间的距离通常减小到0.5~2.0mm,从而可以顺利地进行切割。请参考图3,为激光头切割普通金属材料的工艺参数。


激光切割工艺参数


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