数控等离子切割机的切割参数中,等离子切割的穿孔能(néng)力是十分(fēn)重要的一项,不同的切割厚度不仅影响到数控设备的采購(gòu)成本,同时也对切割工艺的设计带来了影响。以目前全球等离子切割机应用(yòng)技术来看,其穿孔厚度已经可(kě)以达到150MM厚度,但从实际工业生产应用(yòng)来说,厚度大于30MM范围以上已经不太适合采用(yòng)等离子切割机加工,其切割成本投入是相当巨大的。
任何一种热切割技术,除少数情况可(kě)以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一个小(xiǎo)孔。之前在激光冲压复合机上是用(yòng)冲头先冲出一个孔,然后再用(yòng)激光从小(xiǎo)孔处开始进行切割。对于没有(yǒu)冲压装置的激光切割机有(yǒu)两种穿孔的基本方法:
爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很(hěn)快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小(xiǎo)与板厚有(yǒu)关,爆破穿孔平均直径為(wèi)板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在加工精度要求较高的零件上使用(yòng),只能(néng)用(yòng)于废料上。此外由于穿孔所用(yòng)的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。
脉冲穿孔——数控等离子切割机采用(yòng)高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用(yòng)空气或氮气作為(wèi)辅助气體(tǐ),以减少因放热氧化使孔扩展,气體(tǐ)压力较切割时的氧气压力小(xiǎo)。每个脉冲激光只产生小(xiǎo)的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒(miǎo)钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气體(tǐ)换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小(xiǎo),其穿孔质量优于爆破穿孔。為(wèi)此所使用(yòng)的激光器不但应具有(yǒu)较高的输出功率;更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能(néng)适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有(yǒu)较可(kě)靠的气路控制系统,以实现气體(tǐ)种类、气體(tǐ)压力的切换及穿孔时间的控制。
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