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影響三維機械手激光切割機的切割質量因素
作者：天雄激光 來源：天雄激光 時間：2019-10-29
影響三維機械手激光切割機的切割質量因素。東莞激光切割機設備廠家——三維機械手激光切割機，采用關節(jié)式6軸機械手與光纖激光器切割頭以及切割軟件組合而成。采用三維編程編輯激光切割的路徑，且可以實現離線編程實現模擬激光切割可以觀察切割路徑，三維機械手激光切割機的精度相對臺式平面二維切割較低一點。但完美實現完成三維異形件的激光切割。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，使用三維機械手激光切割機的客戶越來也多，他們雖然對設備有一定的了解，但在操作中仍然出現控制不了切割的質量情況出現。今天小編在這里為大家講解下影線切割質量因素有哪些？
1.切割速度對切割質量的影響
對給定的激光功率密度和材料，切割速度符合于一個經驗式，只要在通閾值以上，材料的切割速度與激光功率密度成正比，即增加功率密度可提高切割速度。這里所指的功率密度不但與激光輸出功率有關，而且與光束質量模式有關。另外，光束聚焦系統的特征，即聚焦后的光斑大小也對激光切割有很大的影響。
切割速度與被切割材料的密度（比重）和厚度成反比。當其他參數保持不變，提高切割速度的因素是：提高功率（在一定范圍內，如500～2 000W）；改善光束模式（如從高階模到低階模直至TEM00）；減小聚焦光斑尺寸（如采用短焦距透鏡聚焦）；切割低起始蒸發(fā)能的材料（如塑料、有機玻璃等）；切割低密度材料（如白松木等）；切割薄型材料。
特別對金屬材料而言，在其他工藝變量保持恒定的情況下，激光切割速度可以有一個相對調節(jié)范圍而仍能保持較滿意的切割質量，這種調節(jié)范圍在切割薄金屬時顯得比厚件稍寬。有時，切割速度偏慢也會導致排出熱融材料燒蝕口表面，使切面很粗糙。
2.焦點位置調整對切割質量的影響
由于激光功率密度對切割速度影響很大，透鏡焦長的選擇是個重要問題。激光束聚焦后光斑大小與透鏡焦長成正比，光束經短焦長透鏡聚焦后光斑尺寸很小，焦點處功率密度很高，對材料切割很有利；但它的缺點是焦深很短，調節(jié)余量小，一般比較適用于高速切割薄型材料。由于長焦長透鏡有較寬焦深，只要具有足夠功率密度，比較適合切割厚工件。
在確定使用何種焦長的透鏡以后，焦點與工件表面的相對位置對保證切割質量尤為重要。由于焦點處功率密度高，大多數情況下，切割時焦點位置剛處在工件表面，或稍微在表面以下。在整個切割過程中，確保焦點與工件相對位置恒定是獲得穩(wěn)定的切割質量的重要條件。有時，透鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起焦長變化，這就需要及時調整焦點位置。
當焦點處于較佳位置時，割縫較小、效率較高，較佳切割速度可獲得較佳切割結果。
在大多數應用情況下，光束焦點調整到剛處于噴嘴下。噴嘴與工件表面間距一般為1.5mm左右。
3.輔助氣體壓力對切割質量的影響
一般情況下，材料切割都需要使用輔助氣體，問題主要牽涉到輔助氣體的類型和壓力。通常，輔助氣體與激光束同軸噴出，保護透鏡免受污染并吹走切割區(qū)底部熔渣。對非金屬材料和部分金屬材料，使用壓縮空氣或惰性氣體，處理融化和蒸發(fā)材料，同時抑制切割區(qū)過度燃燒。
對大多數金屬激光切割則使用活性氣體（只要是O2），形成與熾熱金屬發(fā)生氧化放熱反應，這部分附加熱量可提高切割速度1／3～1／2。
在確保輔助氣體前提下，氣體壓力大小是個極為重要的因素。當高速切割薄型材料時，需要較高的氣體壓力以防止切口背面粘渣（熱粘渣到工件上還會損傷切邊）。當材料厚度增加或切割速度較慢時則氣體壓力宜適當降低，為了防止塑料切邊霜化，也以較低氣體壓力切割為好。
激光切割實踐表明，當輔助氣體為氧氣時，它的純度對切割質量有明顯影響。氧氣純度降低2％會降低50％的切割速度，并導致切口質量明顯變差。
對給定的激光功率密度和材料，切割速度符合于一個經驗式，只要在通閾值以上，材料的切割速度與激光功率密度成正比，即增加功率密度可提高切割速度。這里所指的功率密度不但與激光輸出功率有關，而且與光束質量模式有關。另外，光束聚焦系統的特征，即聚焦后的光斑大小也對激光切割有很大的影響。
切割速度與被切割材料的密度（比重）和厚度成反比。當其他參數保持不變，提高切割速度的因素是：提高功率（在一定范圍內，如500～2 000W）；改善光束模式（如從高階模到低階模直至TEM00）；減小聚焦光斑尺寸（如采用短焦距透鏡聚焦）；切割低起始蒸發(fā)能的材料（如塑料、有機玻璃等）；切割低密度材料（如白松木等）；切割薄型材料。
特別對金屬材料而言，在其他工藝變量保持恒定的情況下，激光切割速度可以有一個相對調節(jié)范圍而仍能保持較滿意的切割質量，這種調節(jié)范圍在切割薄金屬時顯得比厚件稍寬。有時，切割速度偏慢也會導致排出熱融材料燒蝕口表面，使切面很粗糙。
由于激光功率密度對切割速度影響很大，透鏡焦長的選擇是個重要問題。激光束聚焦后光斑大小與透鏡焦長成正比，光束經短焦長透鏡聚焦后光斑尺寸很小，焦點處功率密度很高，對材料切割很有利；但它的缺點是焦深很短，調節(jié)余量小，一般比較適用于高速切割薄型材料。由于長焦長透鏡有較寬焦深，只要具有足夠功率密度，比較適合切割厚工件。
在確定使用何種焦長的透鏡以后，焦點與工件表面的相對位置對保證切割質量尤為重要。由于焦點處功率密度高，大多數情況下，切割時焦點位置剛處在工件表面，或稍微在表面以下。在整個切割過程中，確保焦點與工件相對位置恒定是獲得穩(wěn)定的切割質量的重要條件。有時，透鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起焦長變化，這就需要及時調整焦點位置。
當焦點處于較佳位置時，割縫較小、效率較高，較佳切割速度可獲得較佳切割結果。
在大多數應用情況下，光束焦點調整到剛處于噴嘴下。噴嘴與工件表面間距一般為1.5mm左右。
3.輔助氣體壓力對切割質量的影響
一般情況下，材料切割都需要使用輔助氣體，問題主要牽涉到輔助氣體的類型和壓力。通常，輔助氣體與激光束同軸噴出，保護透鏡免受污染并吹走切割區(qū)底部熔渣。對非金屬材料和部分金屬材料，使用壓縮空氣或惰性氣體，處理融化和蒸發(fā)材料，同時抑制切割區(qū)過度燃燒。
對大多數金屬激光切割則使用活性氣體（只要是O2），形成與熾熱金屬發(fā)生氧化放熱反應，這部分附加熱量可提高切割速度1／3～1／2。
在確保輔助氣體前提下，氣體壓力大小是個極為重要的因素。當高速切割薄型材料時，需要較高的氣體壓力以防止切口背面粘渣（熱粘渣到工件上還會損傷切邊）。當材料厚度增加或切割速度較慢時則氣體壓力宜適當降低，為了防止塑料切邊霜化，也以較低氣體壓力切割為好。
激光切割實踐表明，當輔助氣體為氧氣時，它的純度對切割質量有明顯影響。氧氣純度降低2％會降低50％的切割速度，并導致切口質量明顯變差。
