切缝窄工件变形小激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度。汽化过程中,大约40%的材料化作蒸汽消失,而有60%的材料是以熔滴的形式被气流驱除的。这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分,材料很快加热至汽化程度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切边受热影响很小,基本没有工件变形。切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度,随之与氧气发生激烈的燃烧反应,放出大量热量。用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。⑵燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度,同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高,燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流速不是越高越好,因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却,这对切割质量也是不利的。⑶显然,氧化熔化切割过程存在着两个热源,即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计,切割钢时,氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明显,与惰性气体比较,使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。
在激光加工起步较早的欧美和日本,激光加工机床制造商在20世纪80年代对钢材生产提出了具体的质量要求,导致激光zhuan用钢不同于普通钢,但价格较高。纯铝因为其高纯非常难切割,只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铝材。随着激光加工作为主要切割方式的接受,25 mm以下的普通钢板采用激光zhuan业材料作为标准材料,但由于我国发展迅速,钢材生产来不及适应,因此存在国产钢和进口钢的区别。主要区别在于一系列原因,如钢中杂质含量、钢表面处理、运输和储存等。这导致切割中国板的困难。原文链接:http://www.souke.org/chanpin/show-125153.html,转载和复制请保留此链接。
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