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。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上。在计算机的控制下,通过脉冲使激光器放电,从而输出受控的重复高频率的脉冲激光,形成一定频率,一定脉宽的光束,该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,形成一个个细微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔,在计算机控制下,激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点,这样就会把物体加工成想要的形状。切缝时的工艺参数(切割速度,激光器功率,气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制,割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。
金属激光切割机的激光硬化处理工艺特点:
1、材料表面的高速加热和高速自冷。
2、激光硬化处理后的工件表面硬度高,比常规淬火要高5%~20%,可获得较细的硬化层组织。
3、由于激光加热速度快,因而热影响区小,淬火应力及变形小。
4、可以对形状复杂的零件和不能使用其他常规方法处理的零件进行局部硬化处理。同时,也可以根据需要在同一零件的不同部位进行不同的激光硬化处理。
5、激光硬化工艺周期短,生产效率高,工艺过程易实现计算机控制,自动化程度高,可纳入生产流水线。
6、激光硬化靠热量由表及里的传导自冷,*冷却介质,对环境无污染。
激光切割加工过程中,对于激光切割的粗糙度是有要求的,特别是中厚板的工件,在切割过程中如果不注意的话很有可能造成切割的失误,所在一般都要求必须控制激光切割机切割面的粗糙度。由于能量密度与面积成反比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝。对于厚度2mm以上板材的激光切割,切割面粗糙度的分布是不均匀的,沿厚度方向差别很大,其变化状况有两个显著的特点:
1)切割面的形貌分为截然不同的两部分,上部表面平整光滑,切割条纹整齐、细密,粗糙度值小;下部切割条纹紊乱,表面不平整,粗糙度值大。上部具有激光束直接作用的特点,下部则有熔化金属冲刷的特征。
2)切割面上部区域内的表面粗糙度大体上是均匀一致的,不随高度而变化;而下部区域的表面粗糙度则随高度而变化,越靠近下缘,表面粗糙度值越大,下缘处的表面粗糙度达到大值。激光头左右摆动,每次雕刻出一条由一系列点组成的一条线,然后激光头同时上下移动雕刻出多条线,最后构成整版的图象或文字。无论是连续激光切割机激光切割,还是脉冲激光切割,切割面都显示有明显的上、下两部分,所不同的是脉冲激光切割面上部的切割条纹与脉冲频率有对应关系:频率越高,条纹越细密,表面粗糙度越值而连续激光切割时切割面上部的切割条纹密度和表面粗造度则主要与切割速度有关。
因此在评价切割面质量时应以下缘表面粗糙度为基准。但真正的下缘只是一根线,其粗糙度难于测量,这可以通过测量临近下缘处的粗糙度代替。