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激光加工設備注意事項

返回列表 來源: 發布日期:2020-07-11

加工精度

激光切割的加工精度是由加工機性能、光束品質、加工現象而決定的整體精度。


一、 關于尺寸變化


即使按照程序進行切割,也有加工產品無法滿足精度要求的情況。所以需要根據不同的情況采取對策。


1.加工產品的全體尺寸有變化


這是由于切口上激光焦點直徑和其周圍燃燒區域形成的切口寬度所影響的。


雖然在相同條件下,對相同的加工物,使用同一偏置補償值可以確保其精度,但是焦點位置的設定要憑借加工機操作人員的感覺來確定,而且熱透鏡作用也會造成焦點位置的變化,所以需要定期檢查的偏置補償值。


2.加工方向(部分)上的尺寸誤差有差別


板材上部的尺寸精度與尺寸精度有不同的情況。這個現象要考慮兩方面的原因。首先,光束圓度和強度分布不均一,造成切口寬度沿加工方向有所不同。解決的方法是進行光軸調整或清洗光學部件。其次,被加工物受熱膨脹會引起加工形狀長方向尺寸變短的情況。


3.翹曲引起的變化


尺寸精度雖然在要求范圍內,但由于熱變形等原因會造成發生翹曲。加工鋁、銅、不銹鋼等時非常顯著,它受到線膨脹系數、熱容量等物性的影響。就加工形狀來說,縱橫比越大,翹曲量就越大。采用低熱量加工條件以及加工線路等在加工程序上下工夫,但還沒有完全解決問題。


加工板件所擁有的殘余應力對翹曲和尺寸誤差也有影響,所以我們需要對加工程序始終保持一定的配置方向。


4.間距精度變化


加工很多孔時,孔與孔之間的間距精度會出現偏差。由于在熱膨脹情況下開孔,冷卻收縮后,間距變小。我們可以在程序中補正收縮部分的精度或者靈活運用形狀縮放功能。無論什么情況,都要在初期加工后,測定其加工尺寸,補誤差。當間隔精度不隨加工位置而變化,而是在整個加工區里都惡化時,其原因是機械精度的惡化而造成的。


5.圓度變化


在激光加工中加工孔切割面產生坡度是無法避免的,下面直徑比背面直徑大,一般都評估背面稍小一側的圓度。


折疊激光穿孔

1、穿孔的難度


在切割的開始部位加工開始加工所需要的孔稱做穿孔。板越厚,穿孔就越不穩定??梢哉f,板厚大于12.Omm的厚板切割中,發生加工不良現象的70%起因于穿孔不好。為了實施穩定的穿孔,在這里對穿孔的加工特性進行說明。


2、穿孔的原理


在穿孔過程中,貫通之前加工中產生的熔融金屬堆積在被加工物表面上孔的周圍。從發光后對被加工物表面加熱過程,到緩慢加熱進行穿孔作用,直至較后的貫通是連續進行的。這個方法,如果板件厚度大于9.Omm,則穿孔時間就會急劇增加,但是孔徑約為0.5mm,比切口窄,熱影響也小。因此,如果增加加工能力,加大輸出能量,熔融金屬就很難全部從孔徑上部排出,出現過度燃燒現象。CW條件是在被加工物表面的略微上方設定焦點位置,增大加工孔徑,迅速加熱的方法。雖然出現大量熔融金屬,飛散到被加工物表面上,但卻大幅度縮短了加工時間。


在穿孔的孔壁上也會出現吸收激光能量的現象。在穿孔加工過程中,照射的激光在穿孔中多重反射,邊被吸收邊向下傳播。為了縮短穿孔時間,就要補充被孔壁吸收而

激光加工在電子行業應用

激光加工在電子行業應用

被減弱的能量,即在穿孔過程中有必要增加輸出功率。而且,為了減少對孔壁周圍的熱影響,要在增加輸出功率的同時,盡可能的縮短穿孔時間,減少激光對孔壁周圍的照射。


3、 對付穿孔中出現缺陷的四個原則


穿孔過程中出現缺陷時,有必要對各種現象進行原因分析和找出處理方法。


(1)缺陷發生的瞬間


要確認是在穿孔的過程中,還是在穿孔結束后開始切割時發生的缺陷。如果是穿孔過程中發生的,則根據穿孔開始或者穿孔過程中條件切換時的具體情況,來修正發生問題的輸出功率和氣壓條件。如果缺陷發生在穿孔結束之前,那是因為貫通之前切換到切割條件,有必要延長穿孔時間。


如果切割開始時發生加工缺陷的現象,那是因為在孔的表面周圍堆積的熔融金屬部位難以通過,所以有必要在開始位置設定脈沖條件或低速條件。


(2)缺陷產生的位置


如果在加工平臺的特定位置,集中出現穿孔缺陷,那是因為激光光軸和噴嘴中心偏離。這需要調整光路偏離。


如果穿孔位置過于集中或者是在切割線路的附近進行穿孔,由于加工位置溫度過高,也會造成穿孔缺陷。


圖3-3是將厚12.Omm的SS400板件作為被加工物,材料溫度從常溫變化到200℃,調查與加工缺陷之間關系的結果。數據是表示在各溫度條件下進行50次穿孔,穿孔缺陷和切割缺陷的發生比例。溫度越高,缺陷的發生率就越大。因此有必要研究加工順序,改善程序盡量沿著尚未過熱的線路進行穿孔和切割。


(3)發生穿孔不良的時間


隨著加工時間的推移,加工不良的發生次數只見增加不見減少時,其原因可能是發振器故障引起的輸出功率變動。如果增加冷卻時間就能恢復的話,其原因可能是光學部件熱透鏡的作用引起的。這種情況下就需要維修光學部件,并與供應商聯系。


(4)發生穿孔不良的材料


對于發生穿孔不良的材料,要確認過去是否進行過良好加工,確認記錄很重要。如果有過去加工的記錄,就不需要調整加工條件,可以認定是加工機和光學部件的缺陷,進行檢查找出原因。


4、適當的穿孔條件


被加工物的厚度越厚,穿孔時間在整體加工時間中所占的比例就會增加,對縮短穿孔時間的要求就會提高。對穿孔時間縮短有效的加工條件參數是脈沖峰值輸出功率和脈沖波形及平均輸出功率。


5、 防止在對不銹鋼進行穿孔時出現須狀物


在切割不銹鋼時,孔表面周圍會留下飛散須狀的金屬熔渣,在鏡面及條紋表面材料上會出現劃傷。而且,須狀金屬熔渣與靜電感應式加工頭的噴嘴發生接觸時,會出現對焦異常的報警。根據板件的薄厚程度,其相應的處理方法也不同,圖3-6表示了其處理措施。圖3-6a是板厚1.Omm的不銹鋼穿孔結果,脈沖頻率越大,金屬熔渣就越少。圖3-6b是板厚6.Omm的穿孔結果,設定的輔助氣體壓力高,就可減少金屬熔渣。


6、 高反射材料穿孔時的注意事項


在切割銅、純鋁等高反射材料時,需要在被加工物表面涂抹光束吸收劑。光束吸收劑不僅有提高加工能力的效果,而且從安全的角度上也有抵制反射的作用。加工條件需要降低脈沖頻率,提高脈沖峰值的每1個脈沖能量。而且通過增大氣體壓力,使熔融金屬擠入板件內部,提高加工能力的效果。


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