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为何激光投将会逐渐替代其他发方法?
更新时间:2018-10-26   阅读次数:8347

激光投与其他发方法相比较,总的特点是投速度快、质量高。具体概括为如下几个方面。

⑴ 投质量好

由于激光光斑小、能量密度高、投速度快,因此激光投能够获得较好的投质量。

① 激光投切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,投零件的尺寸精度可达±0.05mm。

② 投表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光投可以作为最后一道工序,无需趣投,零部件可直接使用。

③ 材料经过激光投后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,投精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光投、氧乙炔投和等离子投方法的比较见表1,投材料为6.2mm厚的低碳钢板。

⑵ 投效率高由于激光的传输特性,激光投机上一般配有多台数控工作台,整个投过程可以全部实现数控。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的投,既可进行二维投,又可实现三维投。

⑶ 投速度快

用功率为1200W的激光投2mm厚的低碳钢板,投速度可达600cm/min;投5mm厚的聚丙烯树脂板,投速度可达1200cm/min。材料在激光投时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。

⑷ 非接触式投

激光投时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。投不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光投过程噪声低,振动小,无污染。

⑸ 投材料的种类多

与氧乙炔投和等离子投比较,激光投材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光投适应性。

⑹ 缺点激光投由于受激光器功率和设备体积的限制,激光投只能投中、小厚度的板材和管材,而且随着工件厚度的增加,投速度明显下降。

激光投设备费用高,一次性投资大。

主要特性

切缝窄工件变形小

激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度。这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分,材料很快加热至汽化程度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切边受热影响很小,基本没有工件变形。

投过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢投时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。投聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料投使用惰性汽体。进入喷嘴的辅助汽体还能天天聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。

大多数有机与无机材料都可以用激光投。在工业投系统占有份量很重的金属投业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形投。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝投,它们也是好的传热导体,因此激光投很困难,甚至不能投。激光投无毛刺、皱折、精度高,优于等离子投。对许多机电投行业来说,由于微机程序控制的现代激光投系统能方便投不同形状与尺寸的工件,它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它投速度还慢于模冲,但它没有模具消耗,无须修理模具,还节约更换模具时间,从而节省了投费用,降低了生产成本,所以从总体上考虑是更合算的。

无接触投

激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点,把它应用于投有许多特点。首先,激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内,可提供⑴狭的直边割缝;⑵最小的邻近切边的热影响区;⑶极小的局部变形。其次,激光束对工件不施加任何力,它是无接触投工具,这就意味着⑴工件无趣变形;⑵无刀具磨损,也谈不上刀具的转换问题;⑶投材料无须考虑它的硬度,也即激光投能力不受被切材料的硬度影响,任何硬度的材料都可以投。再次,激光束可控性强,并有高的适应性和柔性,因而⑴与自动化设备相结合很方便,容易实现投过程自动化;⑵由于不存在对投工件的限制,激光束具有无限的仿形投能力;⑶与计算机结合,可整张板排料,节省材料。

适应性和灵活性

与其它常规投方法相比,激光投具有更大的适应性。首先,与其他发方法相比,同样作为发过程,别的方法不能象激光束那样作用于一个极小的区域,结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。激光能投非金属,而其它发方法则不能。

一般来说,激光投质量可以由以下6个标准来衡量。

⒈投表面粗糙度Rz             ⒉切口挂渣尺寸        ⒊切边垂直度和斜度u         ⒋投边缘圆角尺寸r        ⒌条纹后拖量n          ⒍平面度F


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