激光切割金属零件的精度问题

喷气激光切割金属，是将能量密度极高的激光束聚焦在金属材料上，使金属表面温度急骤升高，在激光作用下金属与同轴喷射的氧气发生化学反应，放出大量热量．使金属熔化式气化，随着光斑和助喷气体移动的轨迹形成了切缝。由于激光切割时，温度可达到熔点以上，所以切口是较光滑的。     

预处理法铜-钢层合板激光切割试验研究

利用光纤激光器切割1 mm厚铜-钢-铜层合板时,会出现反射率高、氧气辅助切割表面氧化严重及板材切割后切缝宽等问题。提出了激光预处理法,通过控制能量输入和氧化反应,材料表面产生了浅层熔化,从而预处理区域的元素构成、形貌及物化性质得到改变。最终获得了缝宽小于光斑直径的狭缝光栅试件。利用IPP软件对预处理后浅层熔化区域内的氧化物分布进行了测定,并计算了氧化物面积占浅层熔化区面积的比例。利用预处理法,获得了满足质量要求的狭缝光栅件,切割后的热影响区大大减小且背面无挂渣,切割前后覆层铜材料的性质得到保护,光纤激光切割铜-钢层合板的质量得到保证。     

基于图像处理的铝合金薄板激光切割质量研究

为加深激光切割中材料去除机理的认识,利用Imagine-Pro Pluse(IPP)图像处理技术研究了激光切割去除熔化物颗粒形状及其特征尺寸分布。基于气熔比控制的试验方法,对0.85mm厚的1000系铝合金薄板进行了激光切割试验。通过对颗粒图像度量标准的设定,去除熔化物颗粒形貌分为圆形颗粒、类圆形颗粒和蝌蚪形颗粒。图像处理结果表明:随气熔比的增大,去除熔化物颗粒中圆形颗粒所占百分比越来越大,类圆形颗粒和蝌蚪形颗粒所占百分比越来越小,且各形状颗粒平均特征尺寸随气熔比的增大而减小。同时对切口质量进行了测量,得到切口质量随着气熔比的增加而提高。建立了熔化物去除模型,揭示了熔化物去除与切割质量有着直接密切的关系,并最终得到了较高质量切口和缝阵天线薄板样件。     

熔融石英激光切割表面形貌的研究

通过对熔融石英性质的简要介绍，分析了激光加工石英材料的可行性，初步探讨了激光切割的熔化表面、熔化面和熔化层的形成机理，并结合实验研究。分析了激光切割石英的典型表面形貌。这对理解激光加工熔融石英过程，控制加工质量有着重要意义。     

中厚钢板小圆孔的高功率CO2激光切割工艺研究

为解决高功率CO2激光切割广泛用于面板、模板制作的中厚钢板小圆孔时存在的切割质量差的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割系统,对6mm厚的A3钢板进行了Φ5mm小孔的激光切割工艺研究。系统研究了激光功率、切割速度和氧气压力对切割质量的影响,分析了切割前沿温度分布对切割质量的决定作用。结果表明,当激光功率为1KW、切割速度为1.0m/min、氧气压力为1.2×105Pa时可获得最佳切割效果,解决了中厚钢板小圆孔的高功率CO2激光切割时存在的切割质量差的问题。     

CO_2激光切割、冲压技术及其应用

激光切割是激光产生的高热熔融和蒸发金属的加工过程,是一种以激光源无接触加工热传导,容易实现自动化,具有切割速度快、材料变形小、精度高、噪声微小等特点。 切割质量和切口形状,要受多种因素的影响。这里我们主要对激光切割时的切边热影响区所引起的材料性能变化进行探讨。 国内外激光切割技术资料表明,激光切割的热影响层几乎都很浅,一般为0.06～0.15毫米。但是有一重要现象,由于材质异样,会引起微小的弹性变形和材料热膨胀和冷却后的收缩。     

光纤激光水下切割1mm厚304不锈钢的实验研究

在氩气辅助下,利用光纤激光水下切割1mm厚304不锈钢板。通过切缝平均宽度研究激光功率、切割速度、水层厚度、水体条件等对切割效率及切割质量的影响规律。宏观上,激光功率过低、切割速度过快、水层过厚等因素会降低激光切割效率和质量。在模拟海洋环境的盐水中进行切割试验,水的高盐度和低温大大降低了切割效率。微观上,熔化区、热影响区(HAZ)和基体的组织成分、显微硬度各异,熔化区边缘出现表面形核现象,熔化区晶胞尺寸随着激光能量密度增大而增大;热影响区组织粗大,显微硬度低于基体与熔化区硬度。熔化区边缘硬度达到242.8HV,局部氧化区域硬度高达963HV,是基体硬度的4.3倍;熔化区中部硬度为165.1HV;热影响区硬度为124.6HV,不锈钢基体硬度为223.4HV。     

非常规激光加工技术的研究

常规激光加工技术是利用高温使材料熔化或气化而达到加工目的,但是常导致加工区域热影响区和微裂纹的影响.着重探讨了水导激光加工过程中的激光与液束耦合原理及加工效果,分析了体加热激光切割玻璃过程中的温度场和应力场,以及曲线切割和多层玻璃激光切割技术.针对两种非常规激光加工技术--水导激光加工和体加热激光切割玻璃技术,进行了理...     

基于CPLD的激光驱动电源的设计

1 引言 激光加工主要是利用CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,来完成所需轨迹图形的切割或者相应工艺品表面的雕刻.激光加工属于非接触加工,具有加工方法多、适应性强、加工精度高、质量好和加工效率高等优点.激光驱动电源作为激光器的直接控制单元,其光开关响应的最高频率和出光功率稳定和可靠性会直接影响最终的加工效果.基于快速响应和出光稳定的需求,乐创自动化技术有限公司研发了一种基于CPLD的数字式大功率激光驱动电源.     

玻璃的激光切割技术

1 引言 激光切割技术现已成为一种成熟的工业加工技术.金属是激光切割的主要对象,其它可以进行激光切割的材料还有塑料、陶瓷、硅片以及玻璃等.     

厚材料的激光切割

薄片状金属，特别是低磷钢和不锈钢板，一直是功率不超过2kw的激光切割的主要对象。然而随着功率高达3kw具有高质量光模式的激光器上市，现在厚度达15mm的中厚度金属激光切割得到了飞速发展．就钢而言，厚度超过10mm时称为厚材料，与薄材料切割相比，这类材料的切割具有不同的加工特点。聚焦于下表面高压氮助切割不锈钢板已因它能产生高质量的切边而为用户们喜爱．这种切割称为熔融切割，所需气压高达20个大气压，具体数值则取决于被切割材料的厚度。为了承受喷嘴系统的高气压，需要采用一个厚的聚光透镜。防止在切边的下部产生毛刺的通常做…     

金属的激光切割

金属的激光切割窄的切缝、无毛刺和卷边、精密的矩形切面和低变形等激光切割独有的质量特征使得它在激光材料加工的应用中占据了支配地位。激光切割的大部分材料是软钢和优质钢，铝材的切割也开始多了起来。激光功率和光束质量是激光切割的重要因素，它已日趋完善，在技术...     

激光技术讲座：第六章 激光民用技术（续）

6 .3　激光加工　　激光加工是激光应用的重要领域 ,各种激光加工设备已商品化 ,激光加工业已经形成。激光加工大致可分为三个方面 :常规工业加工、微加工和快速成型加工。6 .3.1　激光常规工业加工常规工业加工主要是指激光对金属、塑料等各种材料的切割、焊接、打孔、打标、弯曲成形、表面处理等加工过程。使用的激光器包括 :CO2 激光器、YAG激光器、半导体激光器、光纤激光器等。激光材料加工的基本原理是 :用聚焦的激光束去蒸发、熔化待加工的材料 ,或者在化学上改变材料的性质等。激光加工工艺过程是复杂的 ,不同的加工任务 ,对激光…     

激光切割经验之谈

激光技术与高压水枪技术用于金属与塑料加工工业。材料被切割、并合或去除。标准的加工方法,如铣削和抛光,往往在塑料加工时经激光切割之后才使用。从许多不同的加工方法,产生了许多组合的可能性,其中,激光切割是一个重要的组成部分。     

选区激光熔化金属成型熔池温度的在线检测

熔池温度是选区激光熔化金属成型过程的一个重要参数。为了实现熔池温度的闭环控制,基于比色测温与光电检测技术完成了熔池温度的在线检测。提出了一种复合结构的放大电路,它可成功检测到幅度小、变化快的熔池辐射信号。搭建嵌入式系统将熔池辐射数据上传至金属成型设备的工控机中,运用比色测温法解决了辐射光强检测受激光入射角等因素影响的问题,并求解得到了熔池温度。以90%Cu-10%Sn合金粉末作为成型材料进行实验,利用窄带滤光片测得在540～660 nm光谱范围内熔池辐射最强的波段位于580～590 nm;在40～200 W激光功率下,测算得到的熔池温度为700～1700℃。选区激光熔化金属成型熔池温度的在线检测,可为金属成型设备的控制系统提供熔池温度反馈,可作为升级该设备的一种参考。     

激光选区熔化成型典型几何特征尺寸精度研究

为了探讨激光选区熔化成型典型几何特征的尺寸精度,并为激光选区熔化直接成型金属零件提供设计参考依据,设计了薄板、尖角、圆柱体、圆孔、方孔等典型几何特征的三维模型,采用华南理工大学研发的激光选区熔化设备(Di Metal-100)在优化的工艺参数下选用316L不锈钢粉末对这些典型几何特征进行激光选区熔化成型。实验结果表明,激光光斑约束、台阶效应、粉末粘附、激光深穿透等因素是影响零件尺寸精度和激光选区熔化成型能力的主要原因。基于对激光选区熔化成型典型几何特征的尺寸精度及成型能力研究,提出了一些适用于激光选区熔化的零件设计规则,为产品的创新设计提供了参考依据。     

基于去除熔化物形态分析的铝合金薄板激光切割试验研究

为提高铝合金薄板激光切割质量,对切割去除熔化物进行了收集、观察及测量研究。在Nd:YAG脉冲激光切割模式下,采用不同气熔比0.1898,0.2798,0.3708和0.6519,对0.85mm厚的1000系铝合金薄板进行切割试验。试验通过超景深三维显微镜对收集的去除熔化物形状和尺寸进行观测研究。结果表明,去除熔化物颗粒由球形颗粒和蝌蚪形颗粒两种颗粒组成,其中球形颗粒平均尺寸在71～123μm之间;高气熔比切割去除熔化物主要呈球形,颗粒尺寸较小,切割质量较好;低气熔比下熔化物主要是蝌蚪形,其中呈现的球形颗粒尺寸较大,切割质量较差。试验最终在辅助气压0.6MPa高气熔比0.6519下获得了较高质量的切口。研究结果深化了铝合金激光切割的机理认识,有效提高了铝合金薄板的激光切割质量。     

选区激光熔化直接成型个性化舌侧托槽的研究

为了探讨应用选区激光熔化快速成型技术直接制造个性化金属舌侧托槽的可行性,采用3维激光扫描仪采集与重建牙颌模型数据,并以该数字模型为基础,应用3维软件进行了个性化舌侧托槽的CAD设计,再通过自主研发的选区激光熔化快速成型机直接制造出个性化金属舌侧托槽,并对托槽的直接成型质量进行了理论分析和实验验证。结果表明,3维激光扫描仪获得的牙颌模型数据可以满足个性化舌侧托槽设计要求;应用选区激光熔化技术能够制造出与实际牙颌模型相一致的个性化舌侧托槽,取得了个性化前牙槽沟宽度为0.471mm±0.009mm数据,前牙槽沟宽度CAD设计值为0.460mm,两者间没有统计学上的差异(p0.05)。这一结果对选区激光熔化技术直接制造个性化金属舌侧托槽的实际应用是有帮助的。     

激光材料加工的数学模型

本文从求解激光加热的热传导微分方程入手，分析了材料表面加热、熔化和汽化时温度分布的特点，还分析了激光快速加热和冷却下的组织转变模型、性能模型及激光相变硬化、激光熔敷合金化、激光焊接切割等加工方法的数学模型，介绍了在激光材料加工数学模型的研究中所得的几种主要结果。     

少无废料激光板材切割技术

采用少无废料激光板材切割技术,可以大幅度地提高材料利用率,缩短切割时间,提高生产效率。激光切割路径优化算法和板材的无搭边排样技术是少无废料激光板材切割的关键技术问题。文章研究了少无废料激光切割路径优化原则,在此基础上,研究了少无废料激光切割编程技巧,并结合纺机板材的激光切割实践,进行了少无废料激光板材切割技术研究,结果表明,采用少无废料激光切割技术,材料利用率可10%~30%,切割长度可减少5%~10%。