一种热轧钢板的激光切割工艺的制作方法

1.本发明涉及激光切割技术领域，具体为一种热轧钢板的激光切割工艺。


背景技术：

2.激光切割工艺是采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使钢熔化并蒸发的。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为500～2500瓦。通过透镜和反射镜，激光束被聚集在很小的区域，能量高度集中对待切割部位进行迅速局部加热，使钢蒸发。此外，由于能量非常集中，所以，仅有少量热传到钢板的其它部分，所以激光加工的钢板具有变形小或没有变形的优点。但是，激光切割热轧钢板时，由于热轧钢板本身轧制中经过高温，内部结构全部已经历淬火，切割时，切断面非常粗糙，并且热轧钢板的厚度越厚，这种情况越普遍，影响切割质量。
3.目前热轧钢板切割后，切断面非常粗糙，钢板容易出现变形，且热轧钢板的厚度越厚，这种情况越普遍，严重影响了切割质量，导致热轧钢板的加工精度较差，为此我们提出一种切割质量好，激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损，加工不同形状的零件时，只需改变激光器的输出参数，且激光切割过程噪声低、振动小、无污染的激光切割工艺来解决此问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种热轧钢板的激光切割工艺，具备切割质量好，激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损，加工不同形状的零件时，只需改变激光器的输出参数，且激光切割过程噪声低、振动小、无污染的优点，解决了目前热轧钢板切割后，切断面非常粗糙，钢板容易出现变形，严重影响了切割质量，导致热轧钢板加工精度较差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热轧钢板的激光切割工艺，包括以下步骤：
6.s1：通过传送设备将待切割的热轧钢板输送到加工位置，然后用夹具将热轧钢板夹紧，根据待加工热轧钢板的厚度喷涂切削油准备切割；
7.s2：采用激光加工头对热轧钢板进行切割前，使切割参数对应板厚、并标记坐标，保证激光加工头行走边框处在板材范围之内；
8.s3：采用带有切割喷嘴的激光加工头进行切割，且切割路径根据设计图纸运行，通过脉冲穿孔的方式对钢板进行穿孔切割，切割的同时向热轧钢板的切断面辅助喷气使其冷却；
9.s4：切割完成后关机并关闭电源开关，定期清理激光加工头表面灰尘，将机床废料清理干净。
10.优选的，所述步骤s1中，若热轧钢板厚度大于10mm，则在热轧钢板待加工位置表面喷涂一层切削油。
11.优选的，所述步骤s1中，喷涂切削油后需要间隔一段时间再进行切割，且间隔时间大于8min。
12.优选的，所述步骤s2中，切割参数包括焦点位置和割炬高度，采用楔形丙烯块检测出焦点位置，并使焦点处于设定位置。
13.优选的，所述步骤s3中，切割时激光功率为1600～2400w，切割喷嘴采用缩放型喷嘴，即拉伐尔喷嘴。
14.优选的，所述步骤s3中，切割速度决定于热轧钢板的厚度，板厚小于2mm时，切割速度为10000mm/min，板厚为2mm～6mm时，切割速度为7000mm/min。
15.优选的，所述步骤s3中，采用三维激光切割系统或配置工业机器人，切割空间曲线，并通过三维切割软件制得设计图纸。
16.优选的，所述步骤s3中，脉冲穿孔采用高峰值功率的脉冲激光，常用空气或氮气作为辅助气体，减少因放热氧化使孔扩展，穿孔完成后将辅助气体换成氧气进行切割。
17.优选的，所述步骤s3中，第一高切割压力区紧邻喷嘴出口，钢板表面至喷嘴出口的距离约为0.5～1.5mm，第二高切割压力区为喷嘴出口的3～3.5mm。
18.优选的，所述步骤s3中，采用辅助喷气嘴喷气冷却，辅助喷气嘴喷出的气体为氮气、氩气或氧气，且气体压力为10p，并维持气压稳定。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.本发明提出的热轧钢板激光切割工艺，具有切割质量好，激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损，加工不同形状的零件时，只需改变激光器的输出参数，且激光切割过程噪声低、振动小、无污染的优点，解决了目前热轧钢板切割后，切断面非常粗糙，钢板容易出现变形，严重影响了切割质量，导致热轧钢板加工精度较差的问题。
附图说明
21.图1为本发明激光切割工艺流程图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一：
24.一种热轧钢板的激光切割工艺，包括以下步骤：
25.s1：通过传送设备将待切割的热轧钢板输送到加工位置，然后用夹具将热轧钢板夹紧，根据待加工热轧钢板的厚度喷涂切削油准备切割，若热轧钢板厚度大于10mm，则在热轧钢板待加工位置表面喷涂一层切削油，在加工中给工件表面涂油可以得到较好的切割效果，提升切割质量，喷涂切削油后需要间隔一段时间再进行切割，且间隔时间大于8min，使切削油浸入热轧钢板；
26.s2：采用激光加工头对热轧钢板进行切割前，使切割参数对应板厚、并标记坐标，保证激光加工头行走边框处在板材范围之内，切割参数包括焦点位置和割炬高度，采用楔
形丙烯块检测出焦点位置，并使焦点处于设定位置，对切割位置进行精确定位，进而能够提升激光切割的精度；
27.s3：采用带有切割喷嘴的激光加工头进行切割，且切割路径根据设计图纸运行，通过脉冲穿孔的方式对钢板进行穿孔切割，切割的同时向热轧钢板的切断面辅助喷气使其冷却，切割时激光功率为1600w，切割喷嘴采用缩放型喷嘴，即拉伐尔喷嘴，可以保证在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波，切割速度决定于热轧钢板的厚度，板厚小于2mm时，切割速度为10000mm/min，板厚为2mm～6mm时，切割速度为7000mm/min，采用三维激光切割系统或配置工业机器人，切割空间曲线，并通过三维切割软件制得设计图纸，脉冲穿孔采用高峰值功率的脉冲激光，常用空气或氮气作为辅助气体，减少因放热氧化使孔扩展，穿孔完成后将辅助气体换成氧气进行切割，采用，脉冲穿孔得到孔的直径较小，且穿孔质量较高，第一高切割压力区紧邻喷嘴出口，钢板表面至喷嘴出口的距离约为0.5mm，第二高切割压力区为喷嘴出口的3.0mm，有利于保护透镜，提高透镜使用寿命，采用辅助喷气嘴喷气冷却，辅助喷气嘴喷出的气体为氮气、氩气或氧气，且气体压力为10p，并维持气压稳定。可以使热轧钢板快速冷却；
28.s4：切割完成后关机并关闭电源开关，定期清理激光加工头表面灰尘，将机床废料清理干净。
29.实施例二：
30.一种热轧钢板的激光切割工艺，包括以下步骤：
31.s1：通过传送设备将待切割的热轧钢板输送到加工位置，然后用夹具将热轧钢板夹紧，根据待加工热轧钢板的厚度喷涂切削油准备切割，若热轧钢板厚度大于10mm，则在热轧钢板待加工位置表面喷涂一层切削油，在加工中给工件表面涂油可以得到较好的切割效果，提升切割质量，喷涂切削油后需要间隔一段时间再进行切割，且间隔时间大于8min，使切削油浸入热轧钢板；
32.s2：采用激光加工头对热轧钢板进行切割前，使切割参数对应板厚、并标记坐标，保证激光加工头行走边框处在板材范围之内，切割参数包括焦点位置和割炬高度，采用楔形丙烯块检测出焦点位置，并使焦点处于设定位置，对切割位置进行精确定位，进而能够提升激光切割的精度；
33.s3：采用带有切割喷嘴的激光加工头进行切割，且切割路径根据设计图纸运行，通过脉冲穿孔的方式对钢板进行穿孔切割，切割的同时向热轧钢板的切断面辅助喷气使其冷却，切割时激光功率为2000w，切割喷嘴采用缩放型喷嘴，即拉伐尔喷嘴，可以保证在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波，切割速度决定于热轧钢板的厚度，板厚小于2mm时，切割速度为10000mm/min，板厚为2mm～6mm时，切割速度为7000mm/min，采用三维激光切割系统或配置工业机器人，切割空间曲线，并通过三维切割软件制得设计图纸，脉冲穿孔采用高峰值功率的脉冲激光，常用空气或氮气作为辅助气体，减少因放热氧化使孔扩展，穿孔完成后将辅助气体换成氧气进行切割，采用，脉冲穿孔得到孔的直径较小，且穿孔质量较高，第一高切割压力区紧邻喷嘴出口，钢板表面至喷嘴出口的距离约为1.0mm，第二高切割压力区为喷嘴出口的3.25mm，有利于保护透镜，提高透镜使用寿命，采用辅助喷气嘴喷气冷却，辅助喷气嘴喷出的气体为氮气、氩气或氧气，且气体压力为10p，并维持气压稳定。可以使热轧钢板快速冷却；
34.s4：切割完成后关机并关闭电源开关，定期清理激光加工头表面灰尘，将机床废料清理干净。
35.实施例三：
36.一种热轧钢板的激光切割工艺，包括以下步骤：
37.s1：通过传送设备将待切割的热轧钢板输送到加工位置，然后用夹具将热轧钢板夹紧，根据待加工热轧钢板的厚度喷涂切削油准备切割，若热轧钢板厚度大于10mm，则在热轧钢板待加工位置表面喷涂一层切削油，在加工中给工件表面涂油可以得到较好的切割效果，提升切割质量，喷涂切削油后需要间隔一段时间再进行切割，且间隔时间大于8min，使切削油浸入热轧钢板；
38.s2：采用激光加工头对热轧钢板进行切割前，使切割参数对应板厚、并标记坐标，保证激光加工头行走边框处在板材范围之内，切割参数包括焦点位置和割炬高度，采用楔形丙烯块检测出焦点位置，并使焦点处于设定位置，对切割位置进行精确定位，进而能够提升激光切割的精度；
39.s3：采用带有切割喷嘴的激光加工头进行切割，且切割路径根据设计图纸运行，通过脉冲穿孔的方式对钢板进行穿孔切割，切割的同时向热轧钢板的切断面辅助喷气使其冷却，切割时激光功率为2400w，切割喷嘴采用缩放型喷嘴，即拉伐尔喷嘴，可以保证在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波，切割速度决定于热轧钢板的厚度，板厚小于2mm时，切割速度为10000mm/min，板厚为2mm～6mm时，切割速度为7000mm/min，采用三维激光切割系统或配置工业机器人，切割空间曲线，并通过三维切割软件制得设计图纸，脉冲穿孔采用高峰值功率的脉冲激光，常用空气或氮气作为辅助气体，减少因放热氧化使孔扩展，穿孔完成后将辅助气体换成氧气进行切割，采用，脉冲穿孔得到孔的直径较小，且穿孔质量较高，第一高切割压力区紧邻喷嘴出口，钢板表面至喷嘴出口的距离约为1.5mm，第二高切割压力区为喷嘴出口的3.5mm，有利于保护透镜，提高透镜使用寿命，采用辅助喷气嘴喷气冷却，辅助喷气嘴喷出的气体为氮气、氩气或氧气，且气体压力为10p，并维持气压稳定。可以使热轧钢板快速冷却；
40.s4：切割完成后关机并关闭电源开关，定期清理激光加工头表面灰尘，将机床废料清理干净。
41.本发明提出的热轧钢板激光切割工艺，具有切割质量好，激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损，加工不同形状的零件时，只需改变激光器的输出参数，且激光切割过程噪声低、振动小、无污染的优点，解决了目前热轧钢板切割后，切断面非常粗糙，钢板容易出现变形，严重影响了切割质量，导致热轧钢板加工精度较差的问题。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。