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42CrMo钢板激光切割的技术类型有哪些?

  42CrMo钢板的激光切割技术有两种:一种是脉冲激光适用于金属材料。二是连续激光适用于非金属材料,是激光切割技术的重要应用领域。

  激光切割机的几项关键技术是光机电一体化技术。在激光切割机床中,激光束的参数、机床和数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切削精度高或厚度厚的零件,必须掌握和解决以下关键技术。

  焦点位置控制技术

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  激光切割的优点之一是光束能量密度高,一般为10W/cm2。因为能量密度与面积成反比,焦点光斑的直径尽可能小,以便产生一个窄缝;同时,焦点光斑直径也与透镜的焦深成正比。聚焦透镜的焦深越小,焦点光斑的直径越小。然而,切割时会有飞溅,并且透镜离工件太近,因此57.5(127 ~ 190毫米)的焦距被广泛应用于大功率CO2激光切割机的工业应用中。实际焦点光斑直径在0.1到0.4毫米之间。对于高质量的切割,有效焦深也与透镜直径和要切割的材料有关。比如用5”镜头切割碳钢,焦深在焦距的2%以内,也就是5 mm左右,所以控制焦点相对于被切割材料表面的位置是非常重要的。综合考虑切割质量、切割速度等因素,原则上6mm金属材料的焦点在表面;6mm碳钢,聚焦表面;6mm不锈钢,焦点在表面以下。具体尺寸由实验确定。

  工业生产中有三种确定焦点位置的简单方法:

  (1)印刷方法:使切割头上下移动,用激光束在塑料板上印刷,以印刷直径最小为焦点。

  (2)斜板法:用与垂直轴成一定角度倾斜的塑料板水平拉动,找到激光束的最小位置作为焦点。

  (3)蓝火花法:拆下喷嘴,吹气,用脉冲激光击打不锈钢板,使切割头上下移动,直到蓝火花成为焦点。

  对于飞行光路切割机来说,由于光束的发散角,近端和远端的光程长度不同,聚焦前的光束尺寸也不同。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小为了减少聚焦前光束尺寸变化引起的焦点光斑尺寸变化,国内外激光切割系统制造商提供了一些特殊的装置供用户选择:

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  (1)准直器。这是一种常见的方法,即在CO2激光器的输出端增加一个准直器来扩展光束。扩束后,光束直径变大,发散角变小,使近、远端聚焦前的光束尺寸在切割工作范围内接近相同。

  (2)在切割头上增加了一个独立的移动镜头下轴,这是两个独立的部件,Z轴控制喷嘴和材料表面之间的距离。机床工作台移动或光轴移动时,光束的F轴同时从近端向远端移动,使光束聚焦后的光斑直径在整个加工区域保持一致。

  (3)控制聚焦镜(通常是金属反射聚焦系统)的水压。如果聚焦前光束尺寸变小,焦点光斑直径变大,自动控制水压改变聚焦曲率,使焦点光斑直径变小。

  (4)飞行光路切割机增加了X和Y方向的补偿光路系统。即,当切割远端的光程长度增加时,补偿光路缩短;相反,当切割近端的光程长度减小时,补偿光路增加以保持光程长度一致。

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