鑒別方法編輯

304和316不銹鋼的區(qū)別

現(xiàn)在最常用的兩種不銹鋼304，316（或?qū)?yīng)于德/歐標(biāo)的1.4308,1.4408），316與304在化學(xué)成分上的最主要區(qū)別就是316含Mo，而且一般公認(rèn)，316的耐腐蝕性更好些，比304在高溫環(huán)境下更耐腐蝕。激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割圖案限制，自動(dòng)排版節(jié)省材料，切口平滑，加工成本低等特點(diǎn)，將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。所以在高溫環(huán)境下，工程師一般都會(huì)選用316材料的零部件。但所謂事無，在環(huán)境下，再高溫度也千萬別用316！不然這事可就出大了。學(xué)機(jī)械的人都學(xué)過螺紋，還記得為了防止在高溫情況下螺紋咬死，需要涂抹的一種黑乎乎的固體潤滑劑吧：二硫化鉬（MoS2）,從它就得出了2點(diǎn)結(jié)論不是：[1]Mo確實(shí)是一種耐高溫的物質(zhì)（知道黃金用什么坩堝熔嗎？鉬坩堝?。2]：鉬很容易和高價(jià)硫離子反應(yīng)生成硫化物。所以沒有任何一種不銹鋼是超級無耐腐蝕的。說到底，不銹鋼就是一塊雜質(zhì)（不過這些雜質(zhì)可都比鋼更耐腐蝕^^）較多的鋼，是鋼就可以和別的物質(zhì)反應(yīng)。

噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制

噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制技術(shù)： 激光切割鋼材時(shí),氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個(gè)氣流束。這時(shí)，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時(shí)，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。對氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)；同時(shí)又有足夠的動(dòng)量將熔融材料噴射吹出。因此，除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設(shè)計(jì)及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。

激光切割用的噴嘴采用簡單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。通常用實(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算與分析。在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,最后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。

可用下列公式計(jì)算： V=8.2d2(Pg 1)

V-氣體流速 L/min

d-噴嘴直徑 mm

Pg-噴嘴壓力（表壓）bar

對于不同的氣體有不同的壓力閾值,當(dāng)噴嘴壓力超過此值時(shí),氣流為正常斜激波,氣流速從亞音速向超音速過渡。所以對不銹鋼的使用環(huán)境有要求，而且需要經(jīng)常擦拭，除去灰塵，保持清潔干燥。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5,因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當(dāng)噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1 1/n)1 n/2時(shí)（Pn；4bar）,氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?切割壓力Pc下降,氣流速度減低,并在工件表面形成渦流,削弱了氣流去除熔融材料的作用,影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

為進(jìn)一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設(shè)計(jì)制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾（Laval）噴嘴。在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗(yàn),見圖4。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時(shí)切割速度只能達(dá)到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時(shí)切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。

高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口,工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm,切割壓力Pc大而穩(wěn)定,是工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。厚度在10mm以上的板材，對激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面涂油可以得到較好的效果。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,并有利于保護(hù)透鏡,提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠(yuǎn),與聚焦光束難以匹配而無法采用。

鋁

盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這取決于合金類型和激光器能力。在廣告行業(yè)主要適用于木板、雙色板、有機(jī)玻璃、彩色紙等材料的加工。當(dāng)用氧切割時(shí)，切割表面粗糙而堅(jiān)硬。用氮?dú)鈺r(shí)，切割表面平滑。純鋁因?yàn)槠涓呒兎浅ｋy切割，只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時(shí)候才能切割鋁材。否則反射會(huì)毀壞光學(xué)組件。

鈦

鈦板材用氣和氮?dú)庾鳛榧庸怏w來切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。

銅和黃銅

兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度1mm以下的黃銅可以用氮?dú)馇懈睿缓穸?mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時(shí)候才能切割銅和黃銅。否則反射會(huì)毀壞光學(xué)組件。

合成材料

切割合成材料時(shí)要牢記切割的危險(xiǎn)和可能排放的危險(xiǎn)物質(zhì)。可加工的合成材料有：熱塑性塑料、熱硬化材料和人造橡膠。

有機(jī)物

在所有有機(jī)物切割中都存在著著火的危險(xiǎn)（用氮?dú)庾鳛榧庸怏w，也可以用壓縮空氣作為加工氣體）。木材、皮革、紙板和紙可以用激光切割，切割邊緣會(huì)燒焦（褐色）。

數(shù)控切割機(jī)床

由三部分組成，即工作臺(tái)（一般為精密機(jī)床）、光束傳輸系統(tǒng)（有時(shí)稱外光路，即激光器發(fā)出的光束到達(dá)工件前整個(gè)光程內(nèi)光束的傳輸光學(xué)、機(jī)械構(gòu)件）和微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。按切割柜與工 作臺(tái)相對移動(dòng)的方式，可分為以下三種類型：

（1）在切割過程中，光束（由割炬射出）與工作臺(tái)都移動(dòng)，一般光束沿Y向移，工作臺(tái)在X向移。

（2）在切割過程中，只有光束（割炬）移動(dòng)，工作臺(tái)不移動(dòng)。

（3）在切割過程中，只有工作臺(tái)移動(dòng)，而光束（割炬）則固定不動(dòng)。

五軸機(jī)

工業(yè)生產(chǎn)中有時(shí)遇到需要切割三維立體構(gòu)件的問題，而一般的二軸、三軸激光切割機(jī)只能切割二維平面工件，這就需要裝備有機(jī)械手的切割機(jī)，即五軸機(jī)。