激光切割 作品-激光可以切割铸铁吗

激光切割,水刀切割比较。

激光切割的特点:

激光切割目前广泛用于钣金加工行业,激光切割速度快,精确度高。对中薄板材、铝板、不锈钢等金属板材的切割有绝对的优势、激光主要用于20毫米以下高精度的钢板下料加工 。

水切割与激光切割比较:

激光切割设备的投资较大,目前大多用于中薄钢板、部分非金属材料的切割,切割速度较快,精度较高,另外对有些材料激光切割不理想,如铝、铜等有色金属、合金,尤其是对较厚金属板材的切割,切割表面不理想,甚至无法切割。目前人们对大功率激光发生器的研究,就是力图解决厚钢板的切割,但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高,但速度忙,精确度低,操作维修方便。但激光切割速度比水切割速度快,精确高。水刀切割用于非金属材料,铜,铝及10毫米以上不锈钢的下料加工。

激光切割与等离子切割比较:

等离子切割有明显的热效应,精度低,切割表面不容易再进行二次加工,但能对厚板进行切割。激光切割只能对中薄板进行切割,激光切割切割面光滑、精度高,一般不需要进行二次加工 ,切割速度也比等离子快。等离子拥有要求不高或20以上的的钢板下料加工。

激光切割与线切割比较

对金属的加工,线切割有更高的精度,且能对厚板进行切割,但速度很慢,有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割,而且切割尺寸受到很大局限,激光切割可以对材料打孔、切割,切割速度快,加工尺寸范围比线切割大。明显优势就是速度比线切割快。

激光切割与其它切割方法比较,线切割用于模具的下料有一定的优势,拥有机械加工等。

对一些钣金零件可采取冲剪工艺方法,效率高、速度快,成本低但需要特定的模具和刀具且只能最薄板进行冲、剪加工,激光切割与该切割方法相比柔性好,可随时进行任意形状工件的切割加工且不用模具。冲剪工艺将很难或无法实现。火焰切割也是金属领域常用的切割工艺,切割的厚度范围非常大,但与激光切割比较、切割表面质量和精度较差,但能对厚板及加工范围比激光切割大

总结:激光切割速度快,切割精度高,但切割铝,铜等不是太理想。设备价格昂贵。水刀切割:切割速度慢但比线切割快,但切割割断面不是太好。等离子:切割精度差,单能切厚板。线切割:速度慢。

激光可以切割铸铁。

激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面,在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度,使材料熔化或气化,再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走,达到切割材料的目的。激光切割,由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀,激光刀头的机械部分与工作无接触,在工作中不会对工作表面造成划伤;激光切割速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小,切缝窄(0.1mm~0.3mm);切口没有机械应力,无剪切毛刺;加工精度高,重复性好,不损伤材料表面;数控编程,可加工任意的平面图,可以对幅面很大的整板切割,无需开模具,经济省时。

金属激光切割机就是利用激光原理,把激光照在金属表面,用高温把金属汽化,再用气体将其液化的一种切割机。该机型的切割头会根据编程好的轨迹行走,此时的切口好的很。我们都知道,切割机的割嘴与切工件表面的距离是决定切割口质量及速度的最关键因素。

虽然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率,但发射处于远红外波段10.6um光束的CO2激光器还是成功的应用于许多金属的激光切割实践。金属对10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%,但是,当具有功率密度超过106w/cm2的聚焦激光束照射到金属表面时,却能在微秒级的时间内很快使表面开始熔化。处于熔融态的大多数金属的吸收率急剧上升,一般可提高60%~80%。

(1)碳钢。

现代激光切割系统可以切割碳钢板的最大厚度可达20MM,利用氧化熔化切割机制切割碳钢的切缝可控制在满意的宽度范围,对薄板其切缝可窄至0.1MM左右。

(2)不锈钢。

激光切割对利用不锈钢薄板作为主构件的制造业来说是个有效的加工工具。在严格控制激光切割过程中的热输入措施下,可以限制切边热影响区变得很小,从而很有效的保持此类材料的良好耐腐蚀性。

(3)合金钢。

大多数合金结构钢和合金工具钢都能用激光切割方法获得良好的切边质量。即使是一些高强度材料,只要工艺参数控制得当,可获得平直、无粘渣切边。不过,对于含钨的高速工具钢和热模钢,激光切割时会有熔蚀和粘渣现象发生。

1、激光切割

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状)、广泛的材料适应性等优点。

(1)激光熔化切割

在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。

激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参与切割。

――激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。

――最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。

――激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。

――产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm²～105W/cm²之间。

(2)激光火焰切割

激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。

另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。

――激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。

――所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。

(3)激光气化切割

在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。

为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。

该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外,这些材料通常要达到更厚的切口。

――在激光气化切割中,最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。

――激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。

――所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。

――在板材厚度一定的情况下,假设有足够的激光功率,最大切割速度受到气体射流速度的限制。

2、激光焊接

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功地应用于微、小型零件焊接中。与其它焊接技术比较,激光焊接的主要优点是:激光焊接速度快、深度大、变形小。能在室温或特殊的条件下进行焊接,焊接设备装置简单。

3、激光钻孔

随着电子产品朝着便携式、小型化的方向发展,对电路板小型化提出了越来越高的需求,提高电路板小型化水平的关键就是越来越窄的线宽和不同层面线路之间越来越小的微型过孔和盲孔。传统的机械钻孔最小的尺寸仅为100μm,这显然已不能满足要求,代而取之的是一种新型的激光微型过孔加工方式。用CO2激光器加工在工业上可获得过孔直径达到在30-40μm的小孔或用UV激光加工10μm左右的小孔。在世界范围内激光在电路板微孔制作和电路板直接成型方面的研究成为激光加工应用的热点,利用激光制作微孔及电路板直接成型与其它加工方法相比其优越性更为突出,具有极大的商业价值。

4、激光打孔

采用脉冲激光器可进行打孔,脉冲宽度为0.1～1毫秒,特别适于打微孔和异形孔,孔径约为0.005～1毫米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中,常用激光切划硅片或切窄缝,速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记,并不影响流水线的速度,刻划出的字符可永久保持。

5、激光微调

采用中、小功率激光器除去电子元器件上的部分材料,以达到改变电参数(如电阻值、电容量和谐振频率等)的目的。激光微调精度高、速度快,适于大规模生产。利用类似原理可以修复有缺陷的集成电路的掩模,修补集成电路存储器以提高成品率,还可以对陀螺进行精确的动平衡调节。

6、激光热处理

用激光照射材料,选择适当的波长和控制照射时间、功率密度,可使材料表面熔化和再结晶,达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度,可以选择和控制热处理部位,工件变形小,可处理形状复杂的零件和部件,可对盲孔和深孔的内壁进行处理。例如,气缸活塞经激光热处理后可延长寿命;用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。

激光加工的应用范围还在不断扩大,如用激光制造大规模集成电路,不用抗蚀剂,工序简单,并能进行0.5微米以下图案的高精度蚀刻加工,从而大大增加集成度。此外,激光蒸发、激光区域熔化和激光沉积等新工艺也在发展中。