学生工作页-学习情境3(金属切割)

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1、《金属与非金属的激光加工》学生工作页学习情境3金属板材的激光切割任务3-1激光安全与激光切割设备操作学生工作页班级光电08305班组号第1组组长祝李日期2010.10.20组员名单：祝李、张雄、张宇、姜辉、袁智取、陈志越、许满指导老师：王绍理刘勇成绩：一、任务引导1.简述激光切割机组成，及使用环境、场地要求。答：1激光电源——供给激光振荡用的高压电源。2、数控装置——对切割平台和割炬的运动进行控制，同时也控制激光器的输出功率。3、割炬——主要包括枪体、聚焦透镜和辅助气体喷嘴等零件。4、割炬驱动装置——用于按

2、照程序驱动割炬沿X轴和Z轴方向运动，由伺服电动机和丝杆等传动件组成。 5、切割工作平台——用于安放被切割工件，并能按控制程序正确而精确地进行移动，通常由伺机电机驱动。6、操作盘——用于控制整个切割装置的工作过程。7、激光振荡器——产生激光的主要设备8、折射反射镜——用于将激光导向所需要的方向。为使光束通路不发生故障，所有反射镜都要用保护罩加以保护。 武汉职业技术学院光电子技术专业《金属与非金属的激光加工》课程组《金属与非金属的激光加工》学生工作页9、气瓶——包括激光工作介质气瓶和辅助气瓶，用于补充激光振荡的

3、工作气体和供给切割用辅助气体。10、空气干燥器——用于向激光振荡器和光束通路供给洁净的干燥空气，以保持通路和反射镜的正常工作。11、冷却水循环装置——用于冷却激光振荡器。激光器是利用电能转换成光能的装置，如CO2气体激光器的转换效率一般为20%，剩余的80%能量就变换为热量。冷却水把多余的热量带走以保持振荡器的正常工作。 2.简述激光切割机理及种类。答：激光切割是材料通过吸收激光能量而使其局部熔化，甚至汽化来完成材料的切割加工。当激光功率超过一定阀值后，在材料被激光穿透前，熔化的材料在激光喷嘴吹出的气流的助

4、推下被反向抛出，同时喷出物继续吸收激光能量，形成等离子体，这些等离子体对激光的吸收率很大，屏蔽了部分激光项材料表面的直接注入，使材料对激光的吸收减小，导致加热熔化时间变长，热影响区变大，因此激光起始穿孔的口径较大。材料越厚激光穿透的孔径越大，当材料被激光穿透后，以一定速度移动光束，则烧蚀前沿熔化的材料在激光喷嘴吹出的气流助推下被正向吹出，形成的等离子体将在孔内（或切割缝内），此时等离子体进一步吸收的激光能量将通过热传导传递到材料基体，这相当于增大了材料对激光的吸收率，从而使加热融化时间变短，热影响区变小，切

5、缝变窄，并且割缝表面光滑。材料对激光的吸收能力决定于激光的偏振性、模式、会聚角、烧蚀前沿的形状和倾角以及材料的性质和氧化程度的一系列因素。2.连续激光切割分类答：根据被切割材料和辅助气体的不同，把激光切割分为汽化切割、氧助熔化切割和无氧熔化切割三大类。有些学者把“控制断裂切割”作为激光切割的第四类。（1）.汽化切割当聚焦到材料表面的激光功率密度非常高时，与热传导相比，材料表面温度上升极快，直到达到汽化温度，而没有熔化产生。例如飞秒激光切割任何材料都属于汽化切割：纳秒或连续激光切割只有在切割一些低汽化温度的材

6、料时，才属于汽化切割。（2）.氧助熔化切割当激光切割金属材料时，若所吹辅助气体为氧气或含氧的混合气体，是被激光加热的金属材料产生氧化放热反应，这样在激光能量外就产生了另一个热源-金属化学反应产生的热能，并且两个热能共同完成材料的熔化极切割称之为氧助熔化切割。（3）.无氧熔化切割武汉职业技术学院光电子技术专业《金属与非金属的激光加工》课程组《金属与非金属的激光加工》学生工作页当激光切割材料时，若所处气体为惰性气体，融化的材料将不会与空气中的氧气接触，也就不会产生化学反应，故称之为无氧熔化切割。因此同等条件下，

7、无氧熔化切割所需的激光能量将比氧助熔化切割的高3.使用激光切割设备存在的危险，安全和防护措施？答：1．遵守一般切割机安全操作规程。严格按照激光器启动程序启动激光器。2．操作者须经过培训，熟悉设备结构、性能，掌握操作系统有关知识。3．按规定穿戴好劳动防护用品，在激光束附近必须佩带符合规定的防护眼镜。4．在未弄清某一材料是否能用激光照射或加热前，不要对其加工，以免产生烟雾和蒸气的潜在危险。5．设备开动时操作人员不得擅自离开岗位或托人待管，如的确需要离开时应停机或切断电源开关。6．要将灭火器放在随手可及的地方；不

8、加工时要关掉激光器或光闸；不要在未加防护的激光束附近放置纸张、布或其他易燃物。7．在加工过程中发现异常时，应立即停机，及时排除故障或上报主管人员。8．保持激光器、床身及周围场地整洁、有序、无油污，工件、板材、废料按规定堆放。9．使用气瓶时，应避免压坏焊接电线，以免漏电事故发生。气瓶的使用、运输应遵守气瓶监察规程。禁止气瓶在阳光下爆晒或靠近热源。开启瓶阀时，操作者必须站在瓶嘴侧面。10．维修时要遵守高压安全规程。每