企业邮箱

欢迎光临南京中科煜宸激光技术有限公司官方网站!

在线客服
客服热线
400-107-0008
客服组:
在线客服
QQ:
QQ:
服务时间:
8:00 - 17:30

地址:江苏省南京市经济技术开发区兴和路18号

                                                                                                网站地图              版权所有:南京中科煜宸激光技术有限公司        备案号::苏ICP备13026774号   网站建设 :中企动力 南京分公司

400-1070-008

>
>
>
厚度6mm汽车用碳钢板的激光切割

厚度6mm汽车用碳钢板的激光切割

浏览量

  传统的切割方法速度慢,效率低,精度差,污染严重。目前,激光切割应用范围正在不断地扩大,已达几十个领域。激光切割是激光加工行业最重要的一种技术,占整个激光加工行业的70%以上。其中最具有代表性、应用最为广阔的是汽车制造业。据估计,约有60%的汽车零部件可以通过激光切割来提高质量。煜宸公司曾利用TruLaser Cell 7040三维切割系统完成过1mm不锈钢消声器的切割,根据切割图形进行了建模,离线编程。通过调节激光切割工艺参数,达到了良好的切割效果,如图1。采用高端五轴联动三维激光切割机床,完成了汽车壁柱的切割。

  A面 B面

  图1不锈钢消声器的切割效果图

  汽车壁柱的激光三维切割

  SS400钢广泛应用于汽车车轮,激光切割速度高于传统切割方法,可以大大提高效率。厚板在进行切割时,不仅要考虑切割速度还要考虑切割质量。切割质量可以由被切部件的尺寸精度、切割后的变形量以及切割面顶部和底部表面粗糙度、切面挂渣厚度等来考核。这几个衡量标准是由零件的材质和形状,机械加工精度,激光束特性,由激光器、气体喷嘴、光束扫描方式组成的激光加工光学系统等切割条件确定的。

  新一代TruDisk碟片激光器设计更紧凑,减少高达25%的运营成本。大大降低了能源消耗,转化效率高达30%。重新设计的控制系统具有智能化能源管理功能,确保激光始终处于最佳的能源使用状态,甚至在操作间隙也如此。煜宸公司采用的TruDisk 2000激光器,其卓越的光束质量,使得它非常适合用于切割和焊接任务。

  (a)2.0kWTruDisk碟片激光器 (b)切割头

  图2 2.0kWTruDisk碟片激光器和切割头

  实验材料选用SS400钢,规格为200mm×50mm×6mm。首先利用2.0kWTruDisk碟片激光器切割机器人系统调节不同参数对6mm厚的SS400碳钢板进行切割,对切割后的试件进行研究,分析观察切割横截面、截面角度、切缝宽度。在功率选定2.0kW,准直镜和聚焦镜,喷嘴直径条件确定的情况下,切割速度分别为1.5m/min、2.0m/min、2.5 m/min、3.0 m/min、3.5m/min。图 3是实验切缝的效果照片。

  图 3 不同切割速度的实验结果

  根据实验结果可以发现,切割速度1.5m/min时,切缝较宽,背面挂渣明显;切割速度在3.0 m/min和3.5m/min时,切不透且背面挂渣严重。所以切割速度2.0m/min时切割效果相对较好。

  图4是切割速度为2.0m/min,辅助气体压力范围为0.5~5.0 kgf/cm2时切缝宽度和切面倾斜角度等参数的变化曲线图。不难发现辅助气体压力在0.5~2.0 kgf/cm2范围时,切缝宽度较窄,该范围内随着气体压力增大切缝宽度变化不明显。当气体压力大于2.0 kgf/cm2时,切缝宽度会明显变宽,切割质量较差。观察试件切缝横截面可知辅助气体压力增加时,切缝宽度、切缝最大宽度、最大宽度距试件表面距离以及切面倾斜角度都随之增加。除此之外,当辅助气体压力范围是0.5~1.5 kgf/cm2时,切缝上表面和下表面的宽度均随着辅助气体压力增加而增大,当辅助气体压力大于2.0kgf/cm2时,下表面宽度变化却不大。

  图4 辅助气体压力对切缝宽度影响的分析

  图5是离焦量对切割质量影响的实验结果,从中不难发现离焦量在-2~5mm时的切割挂渣量符合要求,特别是在+4mm和+5mm时挂渣更为理想。图6为切割断面的照片,切割断面没有倾斜角度,几乎不存在毛刺,切割质量良好。

  图5离焦量对切割质量的影响分析 图6切割断面照片

  研究结果表明,该系统的最佳切割工艺参数为切割速度约2.0m/min、辅助气体压力范围0.5~2.0 kgf/cm2、聚焦镜焦长f=200mm时、离焦量范围+4 ~ +5mm、切割喷嘴直径Φ0.8mm、喷嘴距工件表面距离0.5~1.5mm。在最佳切割工艺参数下,切缝宽度0.5~0.6mm、切缝倾斜角度0.2°~0.5°、表面粗糙度30μm左右。在上述参数下得到良好的切割质量。

  随着中国汽车工业的蓬勃发展,激光切割技术一定会在汽车加工领域得到广泛的应用,利用激光的特点在汽车行业发挥其无法替代的作用。激光切割在汽车领域的应用也发展到了先进的三维激光设备, 不但可以实现车体零件的切割, 还可实现整个轿车车身整体的切割, 从而实现常规加工无法实现的技术要求。德国通快公司的三维激光设备在奔驰公司、奥迪公司、宝马公司、大众公司、通用公司成功地应用多年。如今,煜宸激光在激光切割机制造方面已经取得很大的成就,随着对激光加工技术、激光切割设备以及激光加工工艺的不断升入研究,激光切割机在未来将会有很广阔应用前景。