激光切割加工航空铝材料的工艺解析

激光设备在现在的应用已经屡见不鲜了，特别是金属激光切割机，在加工各种金属材料都有很不错的表现，能够快递准确的将金属钣金加工成不同的形状。该技术应用加工在航空材料上，吸引了不少航空制造企业。激光切割加工厂家航空机身的旋转器零部件和变速器的制造都是采用大型金属坯锻造而成的，机身也包含了一些采用锻造材料的零件，机身大部分都是采用铝材料。一般，使用7000系列锌基铝合金来进行加工，这是因为该合金具有良好的静止力度和疲劳强度。虽然7000系列铝材料很适合航空应用，但是它们不耐高温。快速加温，如焊接和激光切割等操作，会导致微裂痕。微裂痕导致疲劳强度的降低。焊接和激光切割是两种产生热致微裂痕的加工。 质量和加工控制是至关重要的。任何给加工带来不确定因素的过程都须加以控制或者直接排除。以往，激光切割给不同生产批次之间的质量控制和yi致性带来了巨大的挑战。 在目前的激光切割系统中，这些激光切割在航空应用中的局限性都得到改进，这些局限性包括疲劳性能和制造过程yi致性降低的问题。现在，激光系统在很大程度上减小了热影响区域(HA种)的大小和相应的微裂痕。在激光切割过程中，技术人员已经可以对切割参数进行控制，幷且利用计算器软件进行精确的重复。这些技术进步使得人们对激光切割是否适用于机身结构的生产重新思考。机身结构主要是7000系列铝材料制造而成。

激光切割过程中如何正确选择焦点位置

对于碳钢氧气切割，适于采用正焦点，工件底部比上表面切幅更大，有利于排渣，有利于氧气到达工件底部参与充分的氧化反应。在焦点范围内，正焦点越大，板材表面光斑尺寸越大，割缝四周预热及热量补充更充分，碳钢切割面越光滑，越亮。对于万瓦激光器脉冲方式切割不锈钢厚板，采用正焦点，切割稳定，有利于排渣且不容易反蓝光。 即切割焦点在工件里面，这种模式下由于焦点远离切割表面，切幅相对比切割点在工件表面大，同时需要的切割气流要大，温度要足。切割不锈钢时，适于采用负焦点切割，切割面纹路均匀，断面较好。切割前的板材穿孔，由于穿孔有一定高度，穿孔采用负焦点，可以保证穿孔位置光斑尺寸越小，能量密度越大，并且穿孔位置越深，负焦点越大。即切割焦点在工件表面，这种切割方式一般贴近焦点的切割面相对光滑，而远离切割焦点的下表面则显得粗糙。 这种情况主要用于连续激光器切割薄板和脉冲激光器高峰值功率汽化方式切割金属箔层。激光切割焦点正负的选择，不是由切割板材材质（不锈钢、碳钢）决定，而是由切割方式（氧化切割、熔化切割）决定。激光切割机加工不同的工件需要对应使用不同的焦点模式，由于不同类型的切割头焦点位置和调节方式不同，用户可根据正负焦点在切割不锈钢、碳钢时的不同效果，结合自身的加工需求，来选择合适的焦点切割方式，才能够更大的发挥出激光切割机的性能优势。