激光切割单板的理论工艺参数求解与试验验证

论文摘要

【目的】利用固体激光器切割单板,获取合理的切割工艺参数,降低切缝宽度以减少锯路损失,保证单板切口断面平整度。【方法】从激光脉冲能量角度建立激光切割单板数学模型,获得激光输出功率（Pb）与激光切割速度（v）之间的关系表达式。以厚度0. 3 mm、含水率10%的黑胡桃单板为加工对象,选取2组激光输出功率进行试验验证,每组激光输出功率在6种不同切割速度下切割,理论切割速度在6种试验切割速度范围内,加工后多次测量直线切缝宽度取平均值,在40×10光学显微镜下观察切割后试件切缝宽度及切口断面平整度,找出最优试验结果对应的切割速度,并与计算的理论切割速度进行对比。【结果】第1组激光输出功率（脉冲电压400 V,单脉冲能量96. 5 m J,脉冲频率10 Hz）下,当切割速度为2. 5 mm·s-1时可保证单板切缝被完全切透,形成连续完整的切缝,切缝宽度最窄,平均值为0. 544 mm,锯路损失最小,且切口断面较为平整;第2组激光输出功率（脉冲电压500 V,单脉冲能量198. 2 m J,脉冲频率10 Hz）下,当切割速度为5. 0和5. 5 mm·s-1时可保证单板切缝被完全切透,切缝宽度最窄,平均值分别为0. 69和0. 62 mm,且切口断面也较为平整。对比2组试验数据得出,当切割速度与理论切割速度接近时,单板切口连续,切缝宽度最小;当切割速度低于理论切割速度时,切缝宽度逐渐增大;当切割速度高于理论切割速度时,切口容易出现不连续现象。【结论】利用固体激光器切割单板时,切割工艺参数对切缝宽度和切口断面平整度具有直接影响,合理的切割工艺参数对获得较小的切缝宽度至关重要,每个激光器的输出功率对应着最佳切割速度,在实际加工过程中,应保证切割速度与理论切割速度一致或接近,以使切割效果更好。

论文目录

• 1 激光切割单板时的工艺参数求解
• 2 试验验证
•   2.1 试验材料及设备
•   2.2 试验方法
•   2.3 试验结果
• 3 结果分析
•   3.1 切割速度对切缝宽度的影响
•   3.2 切割速度对切口断面微观形貌的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨春梅,刘清伟,李响,缪骞,马岩,Doumbia Bakary,任长清

关键词: 单板,激光切割,切缝宽度,数学模型,切割质量

来源: 林业科学 2019年12期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 轻工业手工业

单位: 东北林业大学机电工程学院

基金: 国家重点研发计划“小径材多界面加工关键装备研究”(2018YFD06003054),中央高校基本科研业务费专项资金(2572018CG06)

分类号: TS652

页码: 173-180

总页数: 8

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