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%。     

激光切割厚板材

装有 1～ 2 k W激光器的机床是为切割薄板材料而设计的 ,正逐渐被用户所需的更大功率激光切割机床取代。这使得一些制造商重新考虑他们的机器和控制 /软件的设计 ,以满足不断提高的计算机数字控制处理参数、材料增重和操作灵活性的要求。虽然更高功率 (3～ 6 k W)的激光能够加工 0 .75～ 1.2 5英寸的厚板 ,但它们不可能取代等离子体的切割和含氧切割 ,然而它们确实以最小的热效应区制造出更加精密的零件。许多用户不断需要切割更厚的板 ,然而要求却无法满足。十年前 ,最大的切割能力为 0 .5英寸。本文针对大功率激光的使用给新老激光用户提…     

激光切割板材表面质量研究综述

从激光切割的优点、表面质量内容及其影响因素和激光切割板材表面质量研究进展进行了综述,最后说明了激光切割板材表面质量机理的研究将更加深入和透彻,尤其对于激光切割动态行为和在线监测以及三维切割的研究将倍受重视。     

紫外激光切割晶圆的工艺研究

通过实验研究了紫外激光切割晶圆的工艺,测得不同激光功率和切割速度下的切割深度和切缝宽度,分析了各参数对切割深度及切割质量的影响,对存在的问题提出了改进的意见及方法,为实际应用中参数的选择和工艺的改进提供了参考.并依用户要求对晶圆样品进行实际切割,经用户鉴定达到了使用要求.     

激光/水射流切割工艺的新型切割头结构设计

对激光切割和磨料水射流切割的原理和优缺点进行简要的阐述,随后提出水射流辅助激光复合加工的方法,通过水射流不断冲击工件表面来降低表面温度和冲走熔渣,减少激光加工的热损伤,但此加工方式对激光与水射流的工作位置有着较高的要求。目前的试验系统大多为独立的激光器和水射流以一定的角度配合使用,这使得两者在加工过程中保持工作位置稳定较为困难。针对这一问题,设计了一种激光与水射流通道一体且能同轴工作的集合式激光/水射流切割头,利用热冲击断裂原理完成对材料的切割,从而得到更高的切割精度。最后使用ANSYS软件对加工过程中的温度场进行仿真分析,并使用切割头对立方氮化硼复合材料进行实际切割,试验结果验证了加工系统的可靠性。     

提高三维激光切割平顺性的切割头空间位姿优化方法

三维激光切割头空间位姿变化的平顺性直接影响机床切割效率、安全和稳定性。建立了三维激光切割机五轴联动运动学模型,分析切割轨迹刀位点几何信息转换为机床五个运动轴空间坐标的可选值。结合B和C旋转轴运动部件间的摩擦力、质量和转动惯量,建立相邻刀位点间的旋转轴旋转运动耗能模型。将完整切割环上旋转轴运动最低总耗能作为优化目标,通过Dijkstra最小路径优化算法,获得完整切割环上的最佳切割方式。通过实例分析,该方法可避免B和C轴瞬间摆动过大情况,提高了切割头运动的平顺性。     

激光切割技术在钣金加工中的应用

介绍了激光切割技术在板金加工中的应用历程,并通过对先后引进的激光切割设备加工过程及性能的对比,阐述了激光切割技术的进步。根据激光切割技术在实际生产中的应用情况,从激光切割技术的加工范围、加工精度等级及加工成本等方面,谈谈体会。     

基于自适应小波网络的激光切割表面质量预报的研究

基于自适应小波网络理论,建立了一个应用于激光切割质量预报与激光能量、激光切割速度、辅助气体压力及材料厚度之间关系的自适应小波网络分类器。仿真结果表明,该方法具有良好的识别性能,且收敛速度快,是一种有效的预报方法。     

激光精密切割不锈钢薄板的工艺研究

采用Nd∶YAG脉冲激光器对不锈钢进行了精密切割。系统研究了工艺参数对切缝宽度和切缝质量的影响规律。结果表明,缝宽随激光功率密度、频率以及脉宽的增加而加大;提高激光输出重复频率,不仅有利于提高加工质量,而且可以增大切割速度,提高加工效率。在此基础上,导出了光斑重叠度和极限切割速度的计算公式,利用此公式估算的脉冲激光切割的极限速度与实验结果符合很好     

激光切割及其在切割石板材中的应用研究

简述了激光切割的工作原理及特点.选用六种天然石板材作为实验样本,在明确实验样本组成成分及硬度的基础下,采用大功率CO2激光器切割系统,对六种不同硬度、不同厚度的天然石板材进行切割实验,获得切割六种不同硬度、不同厚度的天然石板材时的最佳工作速度,从而优化了激光切割天然石板材的切割工艺.实验结果表明:激光切割天然石板材的切割质量与石板材含杂质的多少、石板材的肖氏硬度有关.     

6mm碳钢板的激光切割性能

采用2.0 kW六轴机器人光纤激光切割系统,研究了切割工艺参数对厚度6 mm的碳钢板的切口宽度、切口倾斜角度、切口表面粗糙度及切口微观状态的影响规律。研究结果表明,该系统的最佳切割工艺参数为切割速度约2.0 m/min、辅助气体压力14.7 N/cm2、聚焦镜焦距f=200 mm、激光光斑直径0.3 mm、离焦量范围+4~+5 mm、切割喷嘴直径0.8 mm。在最佳切割工艺参数下,切口宽度0.5~0.6 mm,切口倾斜角度0.2°~0.5°,切口表面挂渣很少,切割时切面的顶部和底部呈现不同的平整度而分成两个不同的部分,底部温度较高,氧化速度领先切割速度的差距大于顶部,所以平整度较差。与CO2激光切割相比,光纤激光切割的切口表面粗糙度略小,切割功率效率提高2.6倍。     

影响薄板激光切割精度因素的研究

采用实验的方法对影响激光切割精度的因素进行研究。通过典型钢板的激光切割实验发现: 切割方向不影响切割精度, 切割精度与切割路径分布、光束补偿和离焦量关联较大。根据实验结果制定了该典型钢板的最佳切割方案, 摸索了一种确定光束补偿值的方法, 对提高薄板激光切割精度有一定的指导意义。     

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。     

基于轨迹变换法降低激光切割尖角“烧蚀率”的研究

针对常规的氧助激光切割带有尖角(≤30°)图形的中低碳钢板材过程中存在的尖角烧蚀率很高的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割机系统,在优化的激光切割工艺参数的条件下,通过轨迹变换的方法,在3mm厚的A3钢板上切割出多种带有尖角(≤30°)图形。系统研究了激光切割尖角图形的切割轨迹及参数对尖角烧蚀率的影响。结果表明,采用圆心在所切割尖角角平分线上,且通过该尖角顶点的圆形切割轨迹可大大降低激光切割尖角烧蚀率。且对于不同尖角大小(≤30°)该轨迹圆都存在一个最优补偿半径可把尖角烧蚀率控制在10%以内,获得理想的切割效果。     

激光切割的研究现状及展望

从提高平面激光切割质量的方法、激光切割表面条纹形成的不同解释二维和三维激光切割的区别三个方面对激光切割的研究现状进行了综述。最后说明了激光研究目前存在的问题及应采取的措施。     

旋转气流控制激光切割特种钢薄板

以氧为辅助气体的激光切割工艺切割不锈钢等特种钢板时容易产生挂渣现象,因此大多采用高压高纯度氮气或惰性气体辅助激光切割不锈钢。在对熔渣形成原因及规律进行实验研究的前提下,提出了仍以氧辅助切割以降低激光切割功率,通过在工件底部加设旋风除渣器,形成旋转气流控制熔渣流向以去除熔渣的方法。实验证明,当同轴辅助切割气体为氧气,气体压力降低为300 kPa,旋转气流引导装置气体压力为100 kPa,激光功率为500 W,模式为TEM01,焦点位于0.5 mm厚硅钢片工件上表面,切割速度为3 m/min时,可获得光滑的高质量切口。