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激光切割的类型和效果分析

发表时间: 2019-05-12 0:11:08
[文]激光切割有三种主要的切割方法,包括激光熔化切割,激光火焰切割,激光气化切割。下面将比较切割方法和切割效果(1)激光熔化切割中的激光熔化切割工件部分熔化,熔融材料通过气流喷射。由于材料的转移仅在其液态下发生,因此该过程称为激光熔融切割。激光束与高纯度惰性切割气体相匹配,使熔融材料离开切口,气体本身不参与切割。 Mdash,mdash,激光熔融切割可以实现比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔融切割中,激光束仅被部分吸收。 Mdash,mdash,最大切割速度随着激光功率的增加而增加,并且随着片材厚度的增加和材料的熔化温度的增加几乎成反比地减小。在恒定激光功率的情况下,限制因素是切口处的空气压力和材料的导热率。 Mdash,mdash,用于黑色金属材料和钛的激光熔融切割可以在没有氧化切割的情况下获得。 Mdash,mdash,产生的激光功率密度熔化但低于气化,对于钢材料,在104 W / cmamp,sup2,~105 W / cmamp,sup2之间。 (2)激光火焰切割激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于氧气被用作切割气体。通过氧气和加热的金属之间的相互作用产生化学反应以进一步加热材料。对于相同厚度的结构钢,通过该方法可获得的切削速率高于熔融切削的切削速率。另一方面,该方法可能具有比熔融切割更差的切割质量。实际上,它产生更宽的狭缝,显着的粗糙度,增加的热影响区和更差的边缘质量。 Mdash,mdash,激光火焰切割在加工精密模型和尖角时不好(存在尖角燃烧的危险)。脉冲模式激光器可用于限制热效应。 Mdash,mdash,使用的激光功率决定了切割速度。在恒定激光功率的情况下,限制因素是氧的供应和材料的导热性。 (3)激光气化切割在激光气化切割过程中,材料在狭缝处气化,在这种情况下需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸汽冷凝到狭缝壁上,材料的厚度不得超过激光束的直径。因此,该处理仅适用于需要避免排除熔融材料的应用。该加工实际上仅用于铁基合金的小型应用领域。该加工不能用于诸如木材和某些陶瓷之类的材料,这些材料不会熔化,因此不太可能使材料蒸汽再凝结。此外,这些材料通常需要更厚的切割。 Mdash,mdash,在激光气化切割中,最佳光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 Mdash,mdash,激光功率和汽化热对最佳聚焦位置只有一定的影响。 Mdash,mdash,要求激光功率密度大于108 W / cm2,并取决于材料,切割深度和光束聚焦位置。 Mdash,mdash,在板的一定厚度的情况下,假设有足够的激光功率,最大切割速度受到气体射流速度的限制。
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