[发明专利]一种激光切割汽封刷方法

说明书

本发明公开了一种水射流激光切割汽封刷方法，应用于切割汽封刷这种多层密排金属丝状工件，该切割方法包括以下具体步骤：(1)汽封刷固定；(2)水射流辅助装置连接；(3)水泵定位；(4)焦点调试；(5)切割角度调整；(6)同轴水射流切割；(7)切后断口清理。本发明通过利用水射流提供剪切力代替辅助气体，利用了水良好的冷却作用和大的冲击力，避免了激光切割多层密排丝状物时产生粘连、挂渣等问题，同时利用液体作为辅助介质，提高了排渣排屑能力，可以达到良好的切割效果。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光切割汽封刷方法。

背景技术

汽封刷是刷式密封技术的关键部件，是由紧密排列的刷丝一层层重叠构成，厚度一般为1-2mm，单根刷丝直径为0.05-0.1mm，根据应用条件不同，可选用钴基合金、镍基合金和不锈钢等材质。目前，刷丝切割采用的主要方法是电火花线切割法，利用该方法进行切割时，存在以下缺陷：

(1)需要采用特殊夹具对刷丝的自由端进行固定，增加了装卡的工序；

(2)加工速度极慢，成为汽封刷制造的“瓶颈”，严重制约了刷式密封技术的推广应用。

在激光技术不断发展的进程中，激光的应用分为也越来越广阔，激光切割占激光加工中的大部分内容。在现代工业中，激光加工更是在车辆、航空、电子等方面以其优势被大范围应用。但由于激光切割属于依靠激光的热效应使材料熔化或者汽化，并以辅助气体吹走的方式形成切缝的过程，所以在切割汽封刷时会有以下问题：

1、汽封刷切缝住的热影响区范围较大，而辅助气体的作用范围有限，刷丝断口出会出现过度烧蚀的情况；

2、刷丝为多层密排结构，在激光融化后的冷却过程中极易重新粘连，影响汽封刷的密闭性；

3、切割后熔断的刷丝重新粘连在断口处，影响断口形貌。

发明内容

本发明目的在于以激光切割的方式替代电火花切割汽封刷的方式，提供一种激光切割汽封刷的方法，通过使用同轴水射流辅助激光切割汽封刷这种类型的多层密排金属丝结构工件，以提高加工效率和切割质量。

为了解决以上技术问题，提供技术方案是：

(1)汽封刷固定：Haynes25合金汽封刷水平固定在夹具上，刷丝方向与水平面平行，夹具放置于容器底部，容器内装有纯水，汽封刷高于液面20mm以上；

(2)水射流辅助装置连接：以螺栓将辅助装置固定在激光切割头上，冷却液口与保护气口连接相关管道；

(3)水泵定位：水泵固定于容器侧壁，入水口深入容器内液体中，出水口与水射流辅助装置入水口相连且密封；

(4)焦点调试：打开激光器导引光，打开水泵，观察水射流方向与激光焦点位置情况，确保激光焦点位于射流水柱中心，且距离喷嘴出口20mm位置；

(5)切割角度调整：调整切割头位置，使光、液耦合柱垂直冲击在汽封刷上表面，喷嘴距汽封刷上表面20mm；

(6)同轴水射流切割：设置激光电源参数：激光功率700W，扫描速度：12mm/s，并设置水射流速度10.88mm/s。设置引入板和引出板引入激光和到处激光光束，完成水射流激光切割汽封刷；

(7)切后断口清理：取下切好后的汽封刷，清理断口上的断丝和残渣。

本发明与现有技术相比具有显著优点如下：

1.本发明利用激光切割代替线切割，极大提高了汽封刷的加工效率和尺寸精度，切割速度从线切割的50mm/min提高到720mm/min。