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不锈钢金属材料激光加工工序操作要点和注意事项

作者:激光加工厂时间:2025-02-14 阅读数:24 +人阅读


一、激光加工工序

激光加工是指使用机器视觉技术控制激光,进行金属材料,塑料材料,玻璃材料等表面切削,切断,焊接,打标和雕刻等表面处理工作。激光加工不仅可以大大降低生产成本,而且可以改善产品的表面精度和质量,大大提高产品的可靠性。

激光加工的工序有:激光切割、激光焊接、激光打标、激光蝕刻等。

1.激光切割

激光切割是指用激光来切割材料的加工过程。通常以实现高精度和高速度的材料切割。这种切割方法与传统的切割方法相比,节省了时间,提高了材料切割的精度,简化了工序,并有效地减少了成本。

2. 激光焊接

激光焊接是使用激光来焊接金属和金属材料的工艺,主要用于精密零件之间的焊接。它具有热影响范围小,焊缝宽度较小,表面光洁,焊接质量高等优点,可以用于制作精密件和微细零件。

3.激光打标

激光打标是指在产品上直接使用激光来刻画图案,符号和标识码的工艺,广泛用于电子产品的应用。使用激光打标,可以比传统的标记技术更快地完成标记,更准确,更清晰,从而节约了大量的生产成本。

4.激光蝕刻

激光蝕刻是指使用激光对字符,图案等材料表面进行制作和加工,可以用于多种材料,包括金属,玻璃,塑料和树脂等。激光蝕刻的优点是可以满足精度高的要求,而且能够精确控制尺寸,深度等各个方面的特征参数,从而实现高质量的制作要求。

二、成品品质要求

1.要求的精度:在精密电子表面处理过程中,要求激光加工的表面精度较高,一般要求表面精度在±0.005mm以内。

2.边缘整齐:因为采用激光切割时,在通过激光割口时可以很好地保证边缘整齐,当采用激光蝕刻时,可以提供更加柔和的边缘效果。

3.光洁度:对于激光加工产品要求具有较高的光洁度,一般要求Ra值在三百万以下。

4.深度和位置要求:由于激光材料处理技术的优势,其精度非常高,能够满足深度和位置的准确要求,从而使产品表现更加完美、美观。

三、操作要点

操作这种技术的要点主要有:

(1)对激光加工工艺的完全了解:在操作激光加工之前,操作者首先要对激光加工工艺有一定的了解,要有一个清晰明确的激光加工工艺分解汇总表,方便保证激光加工工艺的正确实施。

(2)根据加工要求,合理安排激光加工工艺:根据加工要求,确定整个工艺的流程,安排合理的激光加工工艺,以实现尽量快的生产时间和尽量优的产品质量。

(3)熟悉刀具更换的技术:如果要求夹具更换时很短,则要求操作者对相关工艺控制技术有完全的熟悉。

(4)掌握激光输出和工艺控制:在激光加工过程中该有良好的激光输出控制以及激光加工表面形状精度控制,而这两个问题都要求操作者有良好的工艺技术。

(5)准确灵活地操作工件:这是在激光加工设备上进行激光加工的重要前提,也是激光加工的基本技术要点之一。

(6)掌握激光加工的优化方法:激光加工本身具有高度复杂性和多变性,操作者要掌握激光加工的优化方法,使加工过程更加高效、精确。

四、修整步骤

(一)准备工作

1.根据加工要求,确认整个工艺的流程,合理安排激光加工工艺;

2.安装可以满足加工要求的激光设备和控制系统;

3.按照规定要求,清理激光加工设备外部环境,检测工件表面状况,完善相关记录;

4.熟悉激光加工工艺,明确各加工步骤的具体要求,按规定装夹具;

(二)激光加工

1.启动激光加工设备;

2.根据激光加工要求,进行脉冲调节,恒功率调节,以及温度调节;

3.控制起动,激光束下落,工件进行加工;

4.随加工过程控制起落,加工时间,监测工件表面状况;

5.加工结束时,关闭激光输出;

6.移除工件,重新安装夹具;

(三)维护检查

1.清除激光加工设备的污染物,检查部件、器件,保证正常使用;

2.定期进行润滑,更换润滑油等,防止激光加工设备老化;

3.定期检查激光器,保持激光器正常功能,避免因运行异常造成质量不良;

五、注意事项

1.操作者在激光加工操作前,要明白工作原理及操作步骤,熟悉激光加工内容

2.操作者应在激光加工过程中,经常检查是否存在任何未预见的改变,如有必要,及时取消加工,保留记录

3.操作者应对激光加工设备使用频率及温度,做好正确的记录,以便完成深入研究

4.操作者应注意,避免激光加工设备的过热,定期清理激光加工设备的污染物,以保证激光加工设备的正常运行

5.操作者应根据激光加工工艺的要求,定期对激光输出和工艺控制进行检查,以保证工件的表面精度

6.操作者应尽可能提高工件加工的紧凑性,减少不必要的移动,以及过度拼接构成的痕迹

7.操作者应熟悉刀具更换的技术,并保持刀具更换的清洁及夹具的正确安装

8.操作者应应用技术手段控制工件的制程过程,准确而又灵活地操作工件,避免加工中出现细微错误


在使用激光打标机加工金属工件时,其加工过程总体上为激光束在加工金属表面进行聚焦,金属材料吸收能量温度升高发生液化或气化。在加工过程中,受热而产生的金属蒸气会在加工位置处产生高压,在压力的作用下加工区域的金属液体和气体会向外喷出,凝固在加工位置附近。具体而言该过程可以划分为以下4个阶段。


1,激光加热

激光束首先在金属工件表面进行聚焦形成激光光斑,由菲涅尔吸收原理可知,在距离金属材料加工表面几纳米深度的位置处激光能量进行聚集。金属中的自由电子开始吸收光子能量进而与金属晶格发生碰撞,产生晶格热能,金属材料表面温度升高。
2,表面熔化和气化
随着激光加工处温度上升,加工表面材料出现熔化层,熔化层下为热影响区。此阶段激光能量逐渐进入到金属材料的更深处,被加工处材料逐渐会被气化,金属层更快的暴露出来。新的金属材料裸露层会加速对激光能量的吸收,热影响区的金属升温进行熔化进而转化为新的熔化层,而相对应的,新的热影响区继续向下移动。
3,材料排出 
激光打标机加工过程中由于加工区域内部金属温度逐渐升高,被加工金属材料逐渐出现液化、气化现象,加工区域内部压力增大,产生一个向外的作用力,进而将气化的金属蒸气和液化的金属液体从加工区域内部喷射出来,扩散到加工区域周围。
4,重新凝固
激光加工过程中加工区域内部液化和气化的金属材料在高压作用下被喷射出来,离开加工区域内部的金属材料会聚集在加工区域周围。由于加工区域周围部分的温度小于加工区域内部的温度,被喷射出来的金属材料开始进行凝固,逐渐形成新的微观表面结构。
激光加工技术已经非常普及,随着激光技术和激光应用领域的发展和需求,更高精密度的激光微纳加工技术已经应运而生。


在现代工业制造中,不锈钢性用品因其耐腐蚀、耐高温及良好的机械性能而广泛应用于多个领域,如医疗器械、食品加工、化工设备等。激光焊接技术以其高精度、高效率及低热影响区的特点,成为不锈钢性用品加工中不可或缺的一环。以下将详细阐述不锈钢性用品激光焊接的加工流程,涵盖从材料准备到成品检测的各个环节。

一、材料准备与预处理

首先,对不锈钢性用品的原材料进行严格的筛选与检验,确保其化学成分、机械性能及表面质量符合设计要求。随后,进行材料的预处理,主要包括清洗、去油、除锈及去除氧化皮等步骤。这一步骤至关重要,因为它直接影响到后续焊接的质量与稳定性。清洗过程中,常采用化学清洗或机械清洗的方法,确保材料表面干净无杂质,以提高焊接接头的结合强度。

二、设计与切割

根据产品图纸及技术要求,利用CAD/CAM软件进行精确的设计,并生成切割路径。随后,采用激光切割机对不锈钢材料进行精确切割,形成所需的形状与尺寸。激光切割具有高精度、高效率及切口平滑等优点,能够确保切割边缘的精度与一致性,为后续焊接工作打下良好基础。

三、对位与夹具设计

将切割好的不锈钢部件进行精确对位,确保焊接接头的位置准确无误。同时,设计并安装专用的夹具,以固定焊接部件,防止在焊接过程中发生移动或变形。夹具的设计需考虑材料的热膨胀系数、焊接应力及加工精度等因素,确保焊接过程中的稳定性与可靠性。


四、激光焊接

激光焊接是不锈钢性用品加工的核心环节。首先,根据焊接材料的种类、厚度及技术要求,选择合适的激光焊接参数,如激光功率、焊接速度、焦点位置等。随后,启动激光焊接设备,将激光束聚焦到极小的光斑上,并照射到焊接部位。在激光束的持续作用下,不锈钢材料表面迅速吸收激光能量,产生高温熔化,形成液态熔池。同时,激光束还促进了材料间的冶金反应,使熔化的金属在冷却过程中牢固结合。

在焊接过程中,需严格控制焊接速度、熔池温度及保护气体流量等参数,以确保焊缝质量。此外,还需注意避免焊接飞溅、气孔及裂纹等缺陷的产生。对于复杂形状的焊接接头,还需采用多道焊、摆动焊等特殊工艺,以提高焊接质量与效率。

五、后处理与检测

焊接完成后,需对焊缝进行后处理,包括去除焊接飞溅、打磨焊缝表面及进行必要的热处理等。这些步骤旨在提高焊缝的外观质量及机械性能。随后,采用无损检测技术对焊缝进行质量检测,如X射线检测、超声波检测等,以确保焊缝内部无缺陷、无裂纹等质量问题。

六、成品检验与包装

最后,对加工完成的不锈钢性用品进行成品检验,包括尺寸检验、外观检验及功能测试等。确保产品符合设计要求及客户要求后,进行包装与标识,准备出库发货。

七、安全与质量控制

在整个加工流程中,需严格遵守安全操作规程,确保工作人员的人身安全及设备的安全运行。同时,建立完善的质量控制体系,对原材料、加工过程及成品进行全面监控与检测,确保产品质量稳定可靠。

综上所述,不锈钢性用品激光焊接加工流程是一个复杂而精细的过程,涉及材料准备、设计与切割、对位与夹具设计、激光焊接、后处理与检测等多个环节。通过严格控制各个环节的质量与工艺参数,可以确保加工出的不锈钢性用品具有优异的性能与品质,满足客户的多样化需求。


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