讲解激光切割加工的激光特点

作者:顺泽电气设备 发布时间:2021-10-17
  激光切割加工激光的特点是什么?
  一、激光切割加工浅析亮度高
  在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度高,所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯(光照度的单位),颜色鲜红,激光光斑明显可见。若用功率较不错的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉。激光亮度高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个小的空间范围内射出,能量密度自然高。
  激光分离技术激光分离技术主要指激光切割技术和激光打孔技术。激光分离技术是将能量聚焦到微小的空间,可获得105~1015W/cm2高的辐照功率密度,利用这一的能量进行非接触、度、精度不错的加工方法。在如此高的光功率密度照射下,几乎可以对任意材料实现激光切割和打孔。激光切割技术是一种摆脱守旧的机械切割、热处理切割之类的全新切割法,具有愈高的切割精度、愈低的粗糙度、愈灵活的切割方法和愈高的生产速率等特点。激光打孔方法作为在固体材料上加工孔方法之一,已成为一项有应用的加工技术,主要运用在航空、航天与微电子行业中。
  二、激光切割加工浅析定向发光
  普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上相应的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度小,大约只有0.001弧度,接近平行。1962年,人类一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球。
  三、激光切割加工能量密度大
  光子的能量是用E=hv来计算的,其中h为普朗克常量,v为频率。由此可知,频率越高,能量越高。激光频率范围3.846*10^(14)Hz到7.89510(14)Hz.电磁波谱可大致分为:
  (1)无线电波——波长从几千米到0.3米左右,一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波;
  (2)微波——波长从0.3米到10^-3米,这些波多用在雷达或其它通讯系统;
  (3)红外线——波长从10^-3米到7.8×10^-7米;
  (4)可见光——这是人们所能感光的狭窄的一个波段。波长从780—380nm。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波少的那一部分;
  (5)紫外线——波长从3×10^-7米到6×10^-10米。这些波产生的原因和光波类似,常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当,因此紫外光的化学效应不错;
  (6)伦琴射线——这部分电磁波谱,波长从2×10^-9米到6×10^-12米。伦琴射线(X射线)是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的;
  (7)伽马射线——是波长从10^-10~10^-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的,放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力不错,对生物的破坏力很大。由此看来,激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因为它的作用范围很小,一般只有一个点),短时间里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。
  四、激光切割加工颜色
  光的颜色由光的波长(或频率)决定。相应的波长对应相应的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,激光切割加工,只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一,但仍有相应的分布范围。如氖灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氖灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好。激光器输出的光,波长分布范围窄,因此颜色。以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2×10^-9纳米,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见,激光器的单色性远远超过任意一种单色光源。
  守旧的钣金加工工艺不能达到小批量、定制要求的订单。激光切割工艺作为剪切-冲压,取代了守旧的钣金加工技术,实现了灵活性和柔软性。当然,激光切割技术的成本很高,但随着小批量制造的普及,激光切割需求上升,钣金加工定制技术越来越普及。
  (1)利用激光切割细、精度不错的特点,一次切割(微连接),四次弯曲,完成四个工件。
  (2)由于采用榫结构,工件弯曲后可以通过点焊工艺完成整个过程。工件变形小,喷涂前不需要打磨。1)在守旧技术下,该工件由几个部分组成。现在,一次切割弯曲就完成了。达到了减少工序、缩短工期、降低成本的目的。
  (3)在守旧技术下,为焊接配置用夹具。目前,零件之间采用类似木工榫的技术,定位准确,节省时间,焊接夹具简单,产品变形小。
  (4)多重弯曲技术在国内箱体制造业普及。优点是省去了守旧的增加筋。钣金加工定制技术具有其他技术所没有的特别性。达到产品、制造成本还行的目的。
  钣金加工定制过程支持设计、激光切割过程和弯曲过程。特别是二维零件设计和三维图形展开可以通过标准计算机网络将数控程序传输到指定的机器。
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