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1、湖南大捷智能裝備有限公司
激光切割機器人
簡介
激光切割設備的價格相當貴，約 150萬元以上。隨著眼前儲罐行業(yè)的不斷發(fā)展，越 來越多的行業(yè)和企業(yè)運用到業(yè)進入到了儲罐行業(yè)。 但是，由于降低了后續(xù)工藝處理的成 本，所以在大生產中采用這種設備還是可行的。
由于沒有刀具加工成本，所以激光切割設備也適用生產小批量的原先不能加工的各 種尺寸的部件。激光切割設備通常采用計算機化數字控制技術 （CNC）裝置。采用該裝置
后，就可以利用電話線從計算機輔助設計 （CAD）工作站來接受切割數據。
原理
激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、 汽化、燒蝕或達到燃點，
2、同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，從而實現將工 件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。
分類
激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷 裂四類。
1） 激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內達到材料 的沸點，材料開始汽化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時，在 材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率 密度。
激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料 （如紙、布、木材、塑料和橡皮等）
的切割。
2） 激光熔化切割
激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材
3、料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非 氧化性氣體（Ar、He、N等），依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。激光熔 化切割不需要使金屬完全汽化，所需能量只有汽化切割的 1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁 及其合金等。
3） 激光氧氣切割
激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割。它是用激光作為預熱熱源， 用氧氣等活性氣
體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發(fā)生氧化反應，放出大量的氧
化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割 過程中的氧化反應產生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只
4、是熔化切割的 1/2，而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦 鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。
4）激光劃片與控制斷裂
激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描， 使材料受熱蒸發(fā)出
一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一 般為Q開關激光器和C02激光器。
控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布， 在脆性材料中產生局部熱應
力，使材料沿小槽斷開。
特點
激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點是切割速度快、質量高。具體概括為 如下幾個方面。
⑴切割質量好
由于激光光斑小、能量密度高、切
5、割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質
① 激光切割切口細窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達
0.05mm
② 切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一 道工序，無需機械加工，零部件可直接使用。
③ 材料經過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影 響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現較為規(guī)則
的長方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表 1,切割材料為6.2mm
厚的低碳鋼板。
⑵切割效率高由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有多臺數控工作臺，整 個切割過程可
6、以全部實現數控。操作時，只需改變數控程序，就可適用不同形狀零件的 切割，既可進行二維切割，又可實現三維切割。
⑶切割速度快
用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達600cm/min;切割5mm 厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定， 既
可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上、下料的輔助時間。
⑷非接觸式切割
激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要 更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。
⑸切割材料的種類多
與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括金屬、非金屬、金 屬基和非金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料，由于自身的熱 物理性能及對激光的吸收率不同，表現出不同的激光切割適應性。采用 C02激光器，各
種材料的激光切割性能。
⑹ 缺點激光切割由于受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中、小 厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。
激光切割設備費用高，一次性投資大。
激光切割機器人
