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钣金激光切割加工是利用高功率密度激光束照射材料,使其迅速加熱至汽化溫度並蒸發形成切縫的工藝,具有精度高、速度快、切口光滑等優勢。但在加工過程中,需關註以下細節以確保質量與效率:
一、加工前準備細節
材料選擇與預處理材料適配性:根據切割需求選擇合適材料,如碳鋼、不銹鋼、鋁合金等。不同材料對激光吸收率不同,例如,鋁合金反射率高,需更高功率或特殊塗層處理。
表面清潔:徹底清除材料表面油汙、銹跡、氧化層等雜質,避免切割時產生飛濺或毛刺。例如,使用丙酮擦拭不銹鋼表面,或通過噴砂處理增加表面粗糙度。
材料固定:確保材料平整放置在工作臺上,避免切割過程中因振動導致偏差。對於薄板,可使用磁性夾具或真空吸附臺固定。
設備檢查與參數預設激光器狀態:檢查激光器輸出功率是否穩定,光束質量是否達標(如基模光斑)。若激光器老化,需及時更換或校準。
輔助氣體選擇:根據材料類型選擇輔助氣體(如氧氣、氮氣、空氣)。例如,切割碳鋼時用氧氣助燃,提高切割速度;切割不銹鋼時用氮氣防止氧化。
參數預設:通過試切確定最佳參數組合,包括激光功率、切割速度、焦點位置、氣體壓力等。例如,切割2mm碳鋼時,功率可設為1500W,速度2000mm/min,焦點位置在材料表面下方0.5mm。
二、加工過程控制細節
焦點位置動態調整自動對焦系統:利用傳感器實時監測材料表面高度變化,自動調整焦點位置,確保切割質量均勻。例如,在切割波浪形板材時,自動對焦可避免局部過燒或切不透。
手動校準:對於無自動對焦功能的設備,需定期手動校準焦點,尤其在更換材料或加工不同厚度時。
切割路徑優化微連接設計:在切割復雜圖形時,在關鍵部位保留微小連接點(寬度約0.1-0.3mm),防止零件脫落或變形。切割完成後,再通過輕微敲擊或機械加工去除連接點。
引線設置:在切割起始點設置引線(長度約5-10mm),引導激光平穩啟動,避免起始端燒蝕或毛刺。引線寬度應略大於切割縫寬。
路徑規劃:優先切割內孔,再切割外輪廓,減少熱變形影響。對於多零件加工,合理安排切割順序,避免重復加熱同一區域。
實時監控與調整切割質量監測:通過攝像頭或傳感器實時觀察切割過程,檢查是否有異常現象(如火花飛濺、熔渣堆積、切割縫偏移等)。若發現問題,立即暫停並調整參數。
氣體流量控制:確保輔助氣體流量穩定,避免因氣壓波動導致切割質量下降。例如,切割厚板時需增大氣體流量以吹散熔渣。
三、加工後處理細節
去毛刺與清潔機械去毛刺:使用砂紙、锉刀或振動研磨機去除切割邊緣毛刺,尤其對精密零件需嚴格控制毛刺高度(通常≤0.1mm)。
化學清洗:用堿液或酸液浸泡清洗零件,去除油汙和氧化層。例如,不銹鋼零件可用硝酸溶液清洗,鋁合金零件可用氫氧化鈉溶液清洗。
幹燥處理:清洗後用壓縮空氣吹幹或烘幹,防止零件生銹。
質量檢測與記錄尺寸檢測:使用卡尺、千分尺等工具檢測零件尺寸是否符合公差要求(如±0.05mm)。
表面質量檢查:觀察切割面粗糙度、垂直度、有無裂紋等缺陷。例如,切割面粗糙度應≤Ra3.2μm。
記錄保存:記錄加工參數、材料批次、檢測結果等信息,便於追溯和優化工藝。
四、安全與環保細節
安全防護措施激光防護:操作人員需佩戴激光防護眼鏡,防止眼睛受傷。設備周圍設置激光安全圍欄,避免無關人員進入。
防火防爆:切割易燃材料(如木材、塑料)時,需配備滅火器,並在加工區域設置排風系統,及時排出可燃氣體。
電氣安全:定期檢查設備接地是否良好,避免漏電事故。
環保處理廢氣處理:安裝廢氣凈化裝置,過濾切割產生的煙塵和有害氣體(如氮氧化物、揮發性有機物)。
廢料回收:對切割產生的邊角料進行分類回收,提高材料利用率。例如,將不銹鋼廢料回爐重煉,降低成本。