切割技术不断改进,而光纤激光切割成为目前本行业前进的技术之一。光纤激光切割技术仅在近3到5年内出现。虽然很多公司刚开始了解此技术,但也开始意识到光纤激光切割和较普通的二氧化碳激光切割之间的差异。
热能切割方法主要包括火焰、等离子和激光切割技术,其中激光切割可实现更好的切割质量,尤其是对于直径和厚度比小于1:1的精细特征和孔切割。这样一来,激光切割技术成为本行业中 适合要求严格精细切割的方法。
而在激光切割的范畴中光纤激光切割获得很多的关注,因为它既提供了二氧化碳激光切割可实现的速度和切割质量,而且维护和操作成本显著降低。所以这使得光纤激光切割前景良好许多专家相信它会很快代替其他的激光切割系统。
光纤切割的主要优势
二氧化碳激光切割技术中,二氧化碳气体是产生激光光束的介质。然而,光纤激光是通过二极管和光纤电缆进行传输工作的。光纤激光系统通过多个二极管泵浦产生激光束,然后通过挠性光纤电缆传输至激光切割头,而非通过反射镜传输光束。这样有很多优势,首先是切割床尺寸。气体激光技术中反射镜必须设定在一定的距离内,和其不同,光纤激光技术无范围限制。而且甚至可以将光纤激光安装在等离子切割床的等离子切割头旁边,二氧化碳激光切割技术无此可选件。同样,在和同等功率的气体切割系统比较时,由于光纤弯曲的能力使得该系统显得更加紧凑。
光纤切割技术重要且有意义的优势应该就是其能效性。凭借光纤激光完整的固态数字模块、单一设计,光纤激光切割系统拥有高于二氧化碳激光切割的电光转换效率。对于二氧化碳切割系统的各个电源单元来说,实际一般利用率约为8%至10%。而对于光纤激光切割系统来说,用户可以期望更高的电源效率,大约在25%至30%间。换句话说,光纤切割系统整体消耗的能源比二氧化碳切割系统少约3至5倍,使得能效提高至大于86%。
光纤激光具有短波长的特性,从而提高切割材料对光束的吸收性,而且使得能够切割如黄铜和铜以及非导电性材料。更加集中的光束产生较小的焦点和较深的焦深,这样光纤激光可以快速切割较薄材料以及更加有效地切割中等厚度材料。切割厚至6mm的材料时,1.5kW光纤激光切割系统的切割速度相当于3kW二氧化碳激光切割系统的切割速度。因为光纤切割的运行成本低于普通二氧化碳切割系统的成本,所以这可以理解为输出量提高而商业成本降低。
同样存在维护的问题。二氧化碳气体激光系统需要定期维护;反射镜需要维护和校准,谐振腔需要定期维护。另一方面,光纤激光切割解决方案几乎不需要任何维护。二氧化碳激光切割系统需要二氧化碳作为激 体,由于二氧化碳气体的纯度问题,谐振腔内会污染,需要定期清理。对于一个数千瓦级二氧化碳系统来说,此项每年至少花费2万美元。另外,许多二氧化碳切割需要高速轴流涡轮机输送激 体,而涡轮机的需要维护和翻修。 ,和二氧化碳切割系统相比,光纤切割解决方案更加紧凑,并且对地球的影响小,所以需要更少冷却,而且能源消耗明显降低。
较少的维护和较高能效相结合使得光纤激光切割和二氧化碳激光切割系统相比,排放较少的二氧化碳,而且更加环保。采用光纤激光切割的注意事项
采用光纤激光切割时需考虑的几点重要事项。首先是护眼。光纤激光系统发出的光波长对眼睛有害,所以必须采取护眼措施。由于该技术出现仅不到5年时间,所以强烈建议进行有关适当的系统操作和的综合培训。很多操作工都没有使用光纤激光切割的切割经验,所以应通过对操作光纤切割系统进行好的初始培训来弥补缺乏的经验。
另一项需要注意的是要切割的材料。虽然光纤激光切割机擅长切割大部分材料,但是其不能用于切割丙烯酸类或聚碳酸酯类材料,而且仅能切割有限应用领域中的木质或纤维材料。同时,对于确定何时使用光纤激光切割来说,要切割材料的厚度是一项很重要的因素。较厚的材料需要更大的功率切割,而这些情况下,激光切割可能并非是很好的选择。此时可以正好利用将光纤激光安装在等离子切割头旁边的功能。在快速、便捷切换至等离子切割前,操作工可以使用光纤激光切割要求公差小的较薄材料。甚至可以使用2种不同的切割方法切割同一零件。例如,操作工可以选择使用等离子切割零件的外部,然后使用光纤激光切割内部形状。
, 将评定综合激光切割设置需要的零部件以及如何购入各零件也考虑进去。装备有激光电源、气体操作台、激光切割头以及高度控制器、数控(CNC)和切割控制程序的系统将实现一体化解决方案宝贵的效益。凭借综合解决方案,购买和集成光纤激光系统的过程变得不那么复杂。考虑筛选出已事先确定切割参数,优化专用于切割的系统,从而在接通电源后立即开始切割。
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切割精度是衡量激光切割机好坏的一个重要组成部分,但是激光切割精度也不完全取决于设备本身,而是由多方面因素组成,主要有以下几大因素:
1、激光束通过聚焦后的光斑的大小
激光束聚集后的光斑越小,切割精度越高,特别是切缝较小,小的光斑可达0.01mm。
2、工作台的走位精度决定着切割的重复精度
工作台精度越高,切割的精度越高。
3、工件厚度越大,精度越低,切缝越大。
由于激光光束为锥形,切缝也是锥形,厚度0.3MM的不锈钢比2MM的切缝小的多。
4、工件材质对激光切割精度有一定影响。
同样情况下,不锈钢要比铝的切割精度高,切面光滑一些。
加工尺寸有误差是在使用激光切割机进行加工时经常遇到的故障,这个故障既影响了生产效率,又增加了生产成本。造成加工尺寸误差故障的原因主要有一下方面:
1.信号线不正常。此时需要更换信号线。
2.设备和计算机接地不良。此时需要将设备和计算机良好的接地。
3.计算机运行不正常。此时需要修理好计算机或更换计算机。
4.计算机操作系统故障或者感染了病毒。需要重装操作系统或进行病毒查杀。
5.应用软件不正常。这时需要重新安装软件和运动控制卡的驱动软件。
6.供电电源不稳定或由干扰信号。此时需要加装稳压器或排除干扰信号。
7.加工程序编写不正确。此时需要检查并修复加工程序。
8.加工参数设置不正确。要重新设置正确的加工参数。
金属激光切割机特点 切割精度高、稳定性好: 采用精密滚珠丝杠传动机构,优化数控系统控制,可满足精密零件加工, 且动态性能稳定,可持续长时间工作。
切割断面质量好: 采用机械随动切割头系统,切割头随板材高低随动,切割点位置始终保持不变,使切缝平整、光滑,断面无需后序处理,适应平面或曲面板材切割。
切割幅面大、适应切割材料多,应用广泛:可切割幅面在2500mm×1250mm以内金属板材;可加工材料有:普通碳钢、不锈钢、合金钢、铝板、铜板、钛板等。
性价比高: 对于薄板切割可代替CO2激光切割机、数控冲床及剪板机等,其整机成本相当于CO2激光切割机的1/4数控冲床的1/2。
使用成本低:本激光机采用的是YAG固体激光器,使用主要耗材为电能、冷却水、辅助气 体和激光灯,平均每小时成本在28元左右。
切割速度快、效益高:本机对普通碳钢的 切割速度为2米/分钟按平均速度1米/分钟,每米8 元钱计算,除去辅助加工时间,平均每小时可创造产值400元左右,净利润可达350元左右。
后续维护费用低廉:本激光机结构简洁,操作方便,激光器运行稳定,维护费用低。
核心技术:
1、激光器光路系统稳定,经上千次振动实验,激光器光路系统稳定不变;
2、机械随动切割头,纯机械传动,稳定抗干扰。