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探討一下激光切割厚板難在哪里

探討一下激光切割厚板難在哪里

作者:
天弘激光
來源:
天弘激光
發布時間:
2021/04/27
【摘要】:
在金屬激光切割機的實際切割過程中,能切割通過的板材的厚度是有限的,這與切割邊緣的鐵不穩定燃燒密切相關。為了使燃燒過程繼續進行,狹縫頂部的溫度須達到燃點。單靠氧化鐵燃燒反應釋放的能量并不能保證燃燒過程的連續性。
一、保持準穩定的燃燒過程是很困難的
在金屬激光切割機的實際切割過程中,能切割通過的板材的厚度是有限的,這與切割邊緣的鐵不穩定燃燒密切相關。為了使燃燒過程繼續進行,狹縫頂部的溫度須達到燃點。單靠氧化鐵燃燒反應釋放的能量并不能保證燃燒過程的連續性。
 
一方面,由于從噴嘴流出的氧氣使狹縫不斷冷卻,使切削刃溫度降低;另一方面,燃燒形成的氧化亞鐵層覆蓋在工件表面,阻礙了氧氣的擴散。當氧氣濃度降低到一定程度時,燃燒過程就會熄滅。
采用傳統的會聚光束進行激光切割時,激光束作用于表面的面積非常小。由于激光功率密度高,工件表面溫度不僅在激光輻射區域內達到燃點,而且由于熱傳導在更寬的區域內。作用在工件表面的氧流直徑大于激光束直徑。這表明,不僅在激光輻射區域,而且在激光光斑的外圍也發生了強烈的燃燒反應。
 
切割厚板時,切割速度相當慢,氧化鐵在工件表面燃燒的速度比切割頭要快。燃燒持續一段時間后,由于氧氣濃度下降,燃燒過程熄滅。只有當切割頭移動到這個位置時,燃燒反應才重新開始。切削刃燃燒過程是周期性進行的,這將導致切削刃溫度波動和切口質量差。
 
二、在平板厚度方向上,氧氣純度和壓力很難保持恒定
用金屬激光切割機切割厚板時,氧純度的降低也是影響切割質量的一個重要因素。
 
氧流的純度對切割過程有很大的影響。氧氣流量純度下降0.9%,燃燒率下降10%;當純度降低5%時,燃燒率降低37%。燃燒速率的降低將大大減少燃燒過程中進入切割縫的能量輸入,降低切割速度。同時,切削面液層中的鐵含量增加,使渣的粘度增加,使渣排出困難。這樣就會在切口下部出現嚴重的掛渣現象,使切口的質量難以接受。
 
為保持切割穩定,應保持板材厚度方向氧氣流動的純度和壓力恒定。在傳統的激光切割工藝中,經常使用常見的錐形噴嘴,可以滿足薄板切割的要求。但在切割厚板時,隨著供氣壓力的增加,噴嘴流場容易形成激波,對切割過程有很多危害,降低氧氣流量的純度,影響切割質量。

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