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探讨一下激光切割厚板难在哪里

探讨一下激光切割厚板难在哪里

作者:
天弘激光
来源:
天弘激光
发布时间:
2021/04/27
【摘要】:
在金属激光切割机的实际切割过程中,能切割通过的板材的厚度是有限的,这与切割边缘的铁不稳定燃烧密切相关。为了使燃烧过程继续进行,狭缝顶部的温度须达到燃点。单靠氧化铁燃烧反应释放的能量并不能保证燃烧过程的连续性。
一、保持准稳定的燃烧过程是很困难的
在金属激光切割机的实际切割过程中,能切割通过的板材的厚度是有限的,这与切割边缘的铁不稳定燃烧密切相关。为了使燃烧过程继续进行,狭缝顶部的温度须达到燃点。单靠氧化铁燃烧反应释放的能量并不能保证燃烧过程的连续性。
 
一方面,由于从喷嘴流出的氧气使狭缝不断冷却,使切削刃温度降低;另一方面,燃烧形成的氧化亚铁层覆盖在工件表面,阻碍了氧气的扩散。当氧气浓度降低到一定程度时,燃烧过程就会熄灭。
采用传统的会聚光束进行激光切割时,激光束作用于表面的面积非常小。由于激光功率密度高,工件表面温度不仅在激光辐射区域内达到燃点,而且由于热传导在更宽的区域内。作用在工件表面的氧流直径大于激光束直径。这表明,不仅在激光辐射区域,而且在激光光斑的外围也发生了强烈的燃烧反应。
 
切割厚板时,切割速度相当慢,氧化铁在工件表面燃烧的速度比切割头要快。燃烧持续一段时间后,由于氧气浓度下降,燃烧过程熄灭。只有当切割头移动到这个位置时,燃烧反应才重新开始。切削刃燃烧过程是周期性进行的,这将导致切削刃温度波动和切口质量差。
 
二、在平板厚度方向上,氧气纯度和压力很难保持恒定
用金属激光切割机切割厚板时,氧纯度的降低也是影响切割质量的一个重要因素。
 
氧流的纯度对切割过程有很大的影响。氧气流量纯度下降0.9%,燃烧率下降10%;当纯度降低5%时,燃烧率降低37%。燃烧速率的降低将大大减少燃烧过程中进入切割缝的能量输入,降低切割速度。同时,切削面液层中的铁含量增加,使渣的粘度增加,使渣排出困难。这样就会在切口下部出现严重的挂渣现象,使切口的质量难以接受。
 
为保持切割稳定,应保持板材厚度方向氧气流动的纯度和压力恒定。在传统的激光切割工艺中,经常使用常见的锥形喷嘴,可以满足薄板切割的要求。但在切割厚板时,随着供气压力的增加,喷嘴流场容易形成激波,对切割过程有很多危害,降低氧气流量的纯度,影响切割质量。

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