
關(guān)于激光切割和水射流切割技術(shù)的應(yīng)用知識普及
本站發(fā)布日期:2020-11-13
關(guān)于激光切割和水射流切割技術(shù)的應(yīng)用知識普及
關(guān)于激光切割和水射流切割技術(shù)的應(yīng)用知識普及:
激光切割技術(shù)
激光切割是當(dāng)前世界上先進的切割工藝。它的最大優(yōu)點是由于激光光斑小,能量集中,所以切割的割縫小、無掛渣、幾乎沒有熱變形,切割面光潔度高。激光切割關(guān)鍵在激光源。切割厚度大小、切割質(zhì)量優(yōu)劣、切割穩(wěn)定性如何等都取決于激光源的性能。通用的CO2工業(yè)激光源是用電場或高頻振蕩迫使密封在容器內(nèi)的混合氣體處于激發(fā)狀態(tài),并產(chǎn)生受激輻射的單色光,此種光輻射在反射鏡及反射透射鏡之間往復(fù)反射,等積聚到足夠能量后由輸出透鏡射出。這種激光源電極距離工件遠且電極裝在激光束之中。電極易燒損,載流氣體消耗大,激光波長有干擾。工作電壓高(約10~25kV)形成操作上的不安全。激光源體積較大。維修比較復(fù)雜。易損件的消耗大。目前比較先進的是用高頻諧振方式激發(fā)混合氣體的激光源,這種激光源電極距離工件近且電極裝在激光束之外。與通用的CO2工業(yè)激光源相比電極幾乎沒有燒損。載流氣體消耗少。激光波長不受干擾。工作電壓低(約l~1.2kV),操作十分安全。激光器體積小,維修簡單。激光切割由于速度快、精度高,必須由微機控制的高速切割機來配合。現(xiàn)以德國TRUMPF公司的TLF2200和TLF2600激光發(fā)生器為例,表1和表2列出了激光器參數(shù)和切割參數(shù)。
高壓磨料水射流切割無塵、無味、無毒、無火花、振動小、噪聲低。尤其適合惡劣的工作環(huán)境和有防爆要求的危鹼環(huán)境。它可以切割各種金屬、非金屬材料,各種硬、脆、韌性材料,如鈦鎳合金、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等。是目前世界上先進的切割工藝方法之一。
高壓水射流切割
高壓水射流切割的原理是將水增至超高壓100~400MPa,經(jīng)節(jié)流小孔(φ0.15~φ0.4mm),使水壓熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樯淞鲃幽埽魉俑哌_900mm/s)。用這種高速密集的水射流進行切割。磨料水射流切割則是再往水射流中混入磨料粒子,經(jīng)混合管形成磨料射流進行切割。在磨料射流中,水射流作為載體使磨料粒子加速,由于磨料質(zhì)量大、硬度高,磨料水射流較之水射流其射流動能更大,切割效能更強。磨料水射流切割設(shè)備的組成和流程如下:
供水系統(tǒng):是將水質(zhì)軟化,使pH值達到6~8,并精濾到0.5μm以下。藍寶石水噴嘴的工作壽命取決于水質(zhì),直接用自來水時壽命僅為34h,用軟化水壽命為78h,用混合展軟水壽命高于200h。
增壓系統(tǒng):增壓系統(tǒng)是設(shè)備的關(guān)鍵部分,其核心是增壓器。增壓比一般選10:1~20:1。水在420MPa時將被壓縮12%。為使水壓穩(wěn)定在±5%之內(nèi),需在增壓器與噴嘴之間設(shè)置蓄壓器。增壓缸和蓄壓缸都是超高壓壓力容器,因此要有足夠的疲勞強度和工作壽命。
高壓水路系統(tǒng):高壓水路連接增壓系統(tǒng)和切割頭裝置。要采用超高壓鋼管和旋轉(zhuǎn)接頭,鋼管要有撓性,各類接頭要小巧、可靠、靈活,旋轉(zhuǎn)接頭要有多種旋向型式和一定的工作壽命。
磨料供給系統(tǒng)包括料倉、磨料、流量閥和輸送管。料倉形狀和料倉內(nèi)的網(wǎng)篩要保證磨料供給通暢、不至堵塞。流量閥應(yīng)能控制磨料流量的通斷和大小,還應(yīng)能排除輸送管中的水分。
切割頭裝置:切割頭包括高壓水開關(guān)閥和寶石質(zhì)嘴、水/磨料混合室和混合管�;旌瞎苁且讚p件。以前用硬質(zhì)含金制造,精切割時使用壽命約2h,粗切割壽命約10h�,F(xiàn)改用工程陶瓷材料壽命高達20~100h。
接收裝置:置于切割頭和工件的下方,用來收集切割剩余射流。具有消能、降噪、防濺和安全等功能。射流暴露會產(chǎn)生高達42dB(A)的噪聲。設(shè)置接收裝置后,使噪聲被控制在80~90dB(A)以內(nèi)。
運動控制系統(tǒng):高壓水射流切割是一種高精度的切割工藝方法,必須由高精度的切割設(shè)備來實現(xiàn)。目前的切割設(shè)備均是微機控制或由工業(yè)機器人操作,可實行五軸聯(lián)動。重復(fù)精度可達±0.05mm。
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