在整個沖壓件加工過程中,激光切割是一個系統(tǒng)且重要的工程。為了獲得愈佳的切割質(zhì)量,需要在切割過程中的各個環(huán)節(jié)協(xié)同工作,穩(wěn)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(shù),使切割過程保持穩(wěn)定,提升切割質(zhì)量,為此了解激光切割加工的特點、參數(shù)設置以及切割工藝等重要。
在激光切割系統(tǒng)中,影響激光切割質(zhì)量的主要因素有切割工件、切割系統(tǒng)、切割參數(shù)。我們需要從這幾個方面進行激光切割的質(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(shù)也應適當改變。
2、材料表面反射率:一般來說,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(xiàn)銹斑等氧化層時,會影響切割質(zhì)量;為獲得優(yōu)良的切割質(zhì)量,要求未切割件保持清潔、無破損、褶皺等不良現(xiàn)象,同時要求操作人員在操作之前先調(diào)試好模具參數(shù),在沖壓然后環(huán)節(jié)使沖壓件全部與模具型面貼合,防止沖壓件在生產(chǎn)過程中由于放置方式不當導致變形,進而影響切割精度。
二、切割工藝對切割質(zhì)量的影響
1、微連接切割:當切割細長工件時,隨著切割頭的移動,工件漸漸脫離板材,沒有受力牽扯,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(jié)省板材,有時會采用共邊切割工藝。共邊是指兩個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。但同時應考慮在共邊情況下工件的尺寸變化,實際切割操作中應把切割縫所占尺寸考慮進來,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出現(xiàn)切口斷面傾斜或切割不透的現(xiàn)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,它又影響著工件尺寸精度、切縫寬度、切割面的粗糙度和熱影響區(qū)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)對激光切割過程起著重要的影響。隨著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(wěn)線條,光滑且下部無熔渣產(chǎn)生。若切割速度過快,會導致鋼板無法切透,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;若切割速度過慢,則容易造成材料過熔,切縫變寬,熱影響區(qū)增大,甚至引起工件過燒,這是因為切割速度過低,能量在切縫處積累,引起切縫變寬,熔化金屬不能及時排出,便在鋼板下表面形成沾渣。
沖壓加工廠在實際切割加工過程中,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(shù),配適當宜的切割工藝,會提升切割速率和切割質(zhì)量。
五、在生產(chǎn)過程中,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(wěn)定性。目前許多陳舊沖壓設備的操縱系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)存在很多不穩(wěn)定因素,若繼續(xù)使用對應其進行技術改造。沖壓設備制造廠應當改進產(chǎn)品設計,確定沖壓設備的穩(wěn)定性。
2、安裝防護裝置。由于生產(chǎn)批量小,在既不以實現(xiàn)自動化,又不能使用穩(wěn)定沖壓工具的沖壓作業(yè)中,需要安裝穩(wěn)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和使用范圍,使用不當仍然會發(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(wěn)定。
3、改革工藝、模具和作業(yè)方式,實現(xiàn)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,實現(xiàn)機械化和自動化。例如,采用自動化,多工位沖壓機械設備,采用多工劃具與機械化進出產(chǎn)裝置,采用連續(xù)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(wěn)定,而且能提升生產(chǎn)速率。