1 激光设备
激光设备采用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心。
2 激光束参数
激光系统一般由激光器、激光传输系统、控制系统、运动系统、传感与检测系统组成,其核心为激光器。
激光器为CO2气体脉冲式激光器。光束横截面上光强分布接近高斯分布.具有极好的光束质量,主要性能指标如下:
激光波长:10.61xm
脉冲功率:2.4kW;脉冲宽度;约l0ms
功率密度:107W/cm2 ;激光发散角:1mrad
激光功率稳定度:2%
激光束焦点直径:Φ0.15-Φ0.30
经实践验证,激光冲裁复合加工中心CO2激光切割加工δ0.5mm-δ6mm板材的工艺特点及相关参数是:
(1)切口宽度窄(一般为0.15-0.30mm)、精度高(一般孔中心距误差为0.01-0.05mm,轮廓尺寸误差为0.05-0.2mm)、切口表面粗糙度好(一般Rz为1.6-6.41μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
由图2可以看出切缝粗糙度与料厚成正比。
(2)采用2kW激光功率,6mm厚不锈钢的切割速度为1.2m/min;δ2mm厚不锈钢的切割速度为3.6m/min,热影响区微小,变形极小。以上优点足以证明:CO2激光切割成为发展迅速的一种先进加工方法。
由图3可以看出材料的最大切割速度与料厚成反比。
3 工艺过程及工艺参数
3.1 数控编制切割工艺
用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心附带的TOPS300工艺编程软件进行数控编程,同时完成材料的下料尺寸计算、排样、工艺参数设定。过程如下:
(1)绘图及图形类型的转换(要求零件外轮廓闭合);
(2)确定材料、尺寸和零件排样;
(3)使用激光切割:圆角工艺(获得锐边倒钝)或回路工艺(获得锐角);自动载入气体类型、切割速度,并设置退料;
(4)加工顺序优化,生成数控加工程序,传输程序;
3.2 切割穿孔技术
对于δ0.5mm-δ6mm厚的板材.