在整個(gè)沖壓件加工過(guò)程中,激光切割是一個(gè)系統且重要的工程。為了獲得愈佳的切割質(zhì)量,需要在切割過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節協(xié)同工作,穩定可控。激光切割質(zhì)量受到各種因素的綜合影響,如何在不同的條件下,選擇較優(yōu)的切割參數,使切割過(guò)程保持穩定,提升切割質(zhì)量,為此了解激光切割加工的特點(diǎn)、參數設置以及切割工藝等重要。
在激光切割系統中,影響激光切割質(zhì)量的主要因素有切割工件、切割系統、切割參數。我們需要從這幾個(gè)方面進(jìn)行激光切割的質(zhì)量管控:
一、工件材料特性對切割質(zhì)量的影響
1、材料成分:對于不同材料和厚度的工件,其切割的參數也應適當改變。
2、材料表面反射率:一般來(lái)說(shuō),材料對激光光束的吸收率越高,切割效果越好,反之越差,且影響設備壽命。例如,切割鋁、銅等高反射材料,設備需要配置“防反射裝置”進(jìn)行切割。
3、材料表面狀態(tài)對切割質(zhì)量的影響:材料表面氧化嚴重,出現銹斑等氧化層時(shí),會(huì )影響切割質(zhì)量;為獲得優(yōu)良的切割質(zhì)量,要求未切割件保持清潔、無(wú)破損、褶皺等不良現象,同時(shí)要求操作人員在操作之前先調試好模具參數,在沖壓然后環(huán)節使沖壓件全部與模具型面貼合,防止沖壓件在生產(chǎn)過(guò)程中由于放置方式不當導致變形,進(jìn)而影響切割精度。
二、切割工藝對切割質(zhì)量的影響
1、微連接切割:當切割細長(cháng)工件時(shí),隨著(zhù)切割頭的移動(dòng),工件漸漸脫離板材,沒(méi)有受力牽扯,逐漸熱脹冷縮卷曲、變形,從而影響切割精度,存在碰撞切割頭的可能。一般可以通過(guò)微連接的切割方法,使工件受板材的牽扯而達到反變形的效果。
2、共邊與補償:為提升切割速率、節省板材,有時(shí)會(huì )采用共邊切割工藝。共邊是指兩個(gè)零件共用一條切割邊,可減少切割路徑,提升板材利用率,減少輔材的使用成本。但同時(shí)應考慮在共邊情況下工件的尺寸變化,實(shí)際切割操作中應把切割縫所占尺寸考慮進(jìn)來(lái),設置共邊切割的補償量,以確定工件的加工精度。
3、工件的放置:切割工件的放置對切割質(zhì)量也有相應的影響。一般需要平整且垂直切割頭放置,下方也要盡量留出大吹渣空間。如放置不平整可能會(huì )出現切口斷面傾斜或切割不透的現象,從而影響切割質(zhì)量。
三、激光功率對切割質(zhì)量的影響
激光功率的大小直接影響所能切割鋼板的厚度,能量越高,可切割材料厚度就越厚。另外,它又影響著(zhù)工件尺寸精度、切縫寬度、切割面的粗糙度和熱影響區的寬度等。在激光切割加工中,照射到工件上的激光功率密度P0(W/cm2)和能量密度E0(J/cm2)對激光切割過(guò)程起著(zhù)重要的影響。隨著(zhù)激光功率密度的提升,粗糙度降低。當功率密度P0達到某一值(3×106W/cm2左右)后,粗糙度Rz值不再減少。
四、切割速度對切割質(zhì)量的影響
切割速度對不銹鋼板切割質(zhì)量有很大影響,佳的切割速度使切割面呈較平穩線(xiàn)條,光滑且下部無(wú)熔渣產(chǎn)生。若切割速度過(guò)快,會(huì )導致鋼板無(wú)法切透,引起火花飛濺,下半部產(chǎn)生熔渣,甚至透鏡,這是因為切割速度過(guò)高,單位面積獲得的能量減少,金屬未能全部熔化;若切割速度過(guò)慢,則容易造成材料過(guò)熔,切縫變寬,熱影響區增大,甚至引起工件過(guò)燒,這是因為切割速度過(guò)低,能量在切縫處積累,引起切縫變寬,熔化金屬不能及時(shí)排出,便在鋼板下表面形成沾渣。
沖壓加工廠(chǎng)在實(shí)際切割加工過(guò)程中,應按照激光切割機設備性能、工件材料、厚度等特性,匹配切割參數,配適當宜的切割工藝,會(huì )提升切割速率和切割質(zhì)量。
五、在生產(chǎn)過(guò)程中,如何避免沖壓件受損,以下三條供大家參考:
1、改造沖壓設備,提升生產(chǎn)穩定性。目前許多陳舊沖壓設備的操縱系統、電器控制系統存在很多不穩定因素,若繼續使用對應其進(jìn)行技術(shù)改造。沖壓設備制造廠(chǎng)應當改進(jìn)產(chǎn)品設計,確定沖壓設備的穩定性。
2、安裝防護裝置。由于生產(chǎn)批量小,在既不以實(shí)現自動(dòng)化,又不能使用穩定沖壓工具的沖壓作業(yè)中,需要安裝穩定防護裝置,以防止由于操作失誤而造成的傷害事故。各種防護裝置有各自不同的特點(diǎn)和使用范圍,使用不當仍然會(huì )發(fā)生傷害事故。因此,需要弄清各種防護裝置的作用,以做到正確使用,確定操作穩定。
3、改革工藝、模具和作業(yè)方式,實(shí)現人手模外作業(yè)。對于大批量生產(chǎn)作業(yè),可從改革工藝和模具入手,實(shí)現機械化和自動(dòng)化。例如,采用自動(dòng)化,多工位沖壓機械設備,采用多工劃具與機械化進(jìn)出產(chǎn)裝置,采用連續模、復合模等合并工序措施。所有這些不僅能確定沖壓作業(yè)的穩定,而且能提升生產(chǎn)速率。