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锦盛源分享;Q355NHA耐候钢板激光切割常见七个问题分析
双击自动滚屏 发布时间:2020/11/13 10:00:39 阅读:45次 【字体:

 激光切割是加工Q355NHA耐候钢板零件的先进设备,大大提高了劳动生产率。它具有精度高、加工周期短的优点,可以加工任何复杂零件而不需要更换传统的冲压模具,因此被越来越多的开关设备制造商采用。

  激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面,使材料熔化。同时,与激光束同轴的压缩气体吹走熔化的材料,使激光束和材料沿着一定的轨迹相对运动,从而形成一定形状的狭缝。随着激光切割技术的快速发展和广泛应用,激光切割技术是一种先进的加工方法,尤其适用于切割钢板。
 激光切割技术相对于其他方法的明显优势

  (1)切削质量好,切口宽度窄(一般为0.1~0.5mm),精度高(一般为0.1~0.4mm孔中心距误差,0.1~0.5mm轮廓尺寸误差),切口表面粗糙度好(一般为12.5~25m),无需重新加工即可进行焊接。

  (2)切割速度快,如使用2kW激光功率,8mm厚碳钢切割速度1.6m/min;2mm厚不锈钢的切削速度为3.5 m/min,热影响区小,变形极小。

  (3)清洁、安全、无污染。

  (4) Q355NHA耐候钢板模具从技术和经济角度来看不适合制造,特别是厚度小于12毫米和厚度小于6毫米的低碳钢和不锈钢,外形复杂,以节省制造模具的成本和周期

  切削加工中的常见问题及处理方法

  1.切割和穿孔技术

  任何一种热切割工艺,除了少数情况,都可以从板材边缘开始,一般需要在板材上佩戴小孔。以前是用打孔机在激光冲压复合机上打孔,然后用激光从小孔切割,激光切割机没有打孔装置有两种基本打孔方法:

  用连续激光照射爆破孔——的材料,在中心形成凹坑,然后用与激光束同轴的氧气流快速去除熔融材料,形成孔。孔的大小一般与板厚有关,爆破穿孔的平均直径是板厚的一半。所以对于较厚的板材,爆破穿孔的孔径较大且不圆,不适合加工精度高的零件,只能用于废料。此外,由于穿孔使用的氧气压力与切割使用的氧气压力相同,飞溅较大。
 脉冲穿孔——使用高峰值功率脉冲激光熔化或汽化少量材料,经常使用空气或氮气作为辅助气体,以减少放热氧化造成的孔洞膨胀,切割时气体压力低于氧气压力。每个脉冲激光只产生一个很小的粒子射流,一步一步深入,所以厚板冲压需要几秒钟。射孔完成后,辅助气体变为氧气进行切割。因此,射孔的直径较小,其射孔质量优于爆破射孔。用于此目的的激光器不仅要有较高的输出功率;更重要的是光束的时空特性,所以一般的横流CO2激光器不能满足激光切割的要求。此外,脉冲穿孔需要可靠的气路控制系统,以实现气体类型和气压的切换以及穿孔时间的控制。

  在脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切割,应注意从工件静止时的脉冲穿孔到工件恒速连续切割的过渡技术。理论上可以改变加速段的切割条件,如焦距、喷嘴位置、气压等。但实际上,由于时间短,上述条件不太可能改变。工业生产中改变平均激光功率更现实,具体方法是改变脉冲宽度;改变脉冲频率;同时改变脉冲宽度和频率。实践结果表明,第三种方法效果最好。

  2.Q355NHA耐候钢板切割小孔(小直径、板厚)变形分析。这是因为机床(仅适用于大功率激光切割机)不采用爆破穿孔的方法,而是采用脉冲穿孔(软穿孔)的方法,使得激光能量过于集中在一个很小的区域,烤焦未加工区域,造成孔变形,影响加工质量。此时,我们应该在加工过程中把脉冲穿孔(软穿孔)方式改为爆破穿孔(普通穿孔)方式来解决。相反,对于低功率激光切割机,小孔应采用脉冲穿孔,以获得更好的表面光洁度。

  3.低碳钢激光切割毛刺的解决方法根据CO2激光切割的工作原理和设计原理,分析了以下原因:激光焦点上下位置不正确,需要测试焦点位置,并根据焦点偏移量进行调整;激光器输出功率不够,需要检查激光发生器是否正常工作。如果是,观察激光控制按钮的输出值是否正确,并进行调整。切割线速度太慢,操作控制时需要提高线速度;切割气体纯度不够,需要提供优质的切割工作气体;激光焦点偏移,需要做焦点位置测试,根据焦点偏移进行调整;机床运行时间过长造成的不稳定需要停机重启。

  4.激光切割不锈钢和镀铝锌板时工件毛刺的分析:首先,在切割低碳钢时要考虑毛刺的因素,但不容易加快切割速度,因为有时在提高速度时,板材不会被切割,尤其是在加工镀铝锌板时。这时候就要综合考虑机床的其他因素了,比如喷嘴要不要更换,导轨运动不稳定等等。

  5.不完全激光切割穿透分析

  经过分析,可以发现以下几种情况是造成加工不稳定的主要原因:(1)激光头喷嘴的选择与加工板的厚度不匹配;激光切割线速度过快,需要操作控制降低线速度;另外,在用L3030激光切割机切割5mm以上的碳钢板时,要特别注意更换7.5焦距的激光镜头的必要性。

  6.低碳钢切割时异常火花的解决方法

  这种情况会影响零件切削表面光洁度的加工质量。此时,在其他参数正常的情况下,应考虑以下情况:激光头喷嘴的NOZZEL损耗,喷嘴应及时更换。在不更换新喷嘴的情况下,应增加切割工作气体压力;喷嘴和激光头连接处的螺纹松动。此时,立即停止切割,检查激光头的连接状态,并重新穿线。
 7.激光切割Q355NHA耐候钢板时穿刺点的选择

  激光切割加工中激光束的工作原理是:在加工过程中,用连续激光照射材料,在中心形成凹坑,然后用与激光束同轴的工作气流快速去除熔融材料,形成孔洞。这个孔类似于线切割的穿线孔,激光束以这个孔为加工起点切割轮廓。通常,激光束在飞行路径上的路由方向垂直于被加工零件切削轮廓的切线方向。

  因此,从激光束开始穿透钢板到切割进入零件轮廓时,其切割速度在矢量方向上会发生很大变化,即矢量方向的90旋转会从垂直于切割轮廓的切线方向变为与切割轮廓的切线重合,即与轮廓切线的夹角为0。这样,一个粗糙的切割面就会顺着被加工材料的切割截面流下,这主要是由于运动中激光束的矢量方向在短时间内发生了快速变化。所以用激光切割零件时要注意这方面。一般当设计零件对表面切割断口没有粗糙度要求时,激光切割编程时可以省略手工加工,让控制软件自动生成穿刺点;但是当设计对被加工零件的切削截面要求较高的粗糙度时,就要注意这个问题。通常在编制激光切割程序时需要手动调整激光束的起始位置,即手动控制穿刺点。为了满足加工零件表面精度的要求,需要将原来由激光程序产生的穿孔点移动到所需的合理位置。

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