鋼板的基本重量（密度）/kg：

牌 號(hào)

基本重量

lCrl7Mn6Mi5N

7．93

3Crl3

7 75

lCrl8MnBNiSN

0Crl7Ni12M02

7 98

lCrl7Ni7

00Crl7Nil4M02

1Crl7Ni8

0Cr17Ni12M02N

7．98

1Crl8Ni9

00Crl7Nil2M02N

lCrl8Ni9Si3

0CrlSNil2M02Cu2

OCrl9Ni9

00Crl8Nil4M02Cu2

00Crl9Nil l

0Crl9Nil3M03

0Crl9Ni9N

00Crl9Nil 3M03

00Crl 8NilON

0Crl8Nil6M05

8 00

00Crl8Nil2

0Crl8Ni11Ti

0Cr23Nil3

OCrl8NillNb

0Cr25Ni20

0Crl8Nil3Si4

7．75

00Crl7MO

00crl8M02

7Crl7

7．70

00Cr30M02

7．64

0Cr26Ni5M02

lCrl5

lCrl2

7．80

3Crl6

0Crl3A1

7．7S

lCrl7

1Crl3

OOCrl7

OCrl3

lCrl7Mo

OOCrl2

00Cr27Mo

7．67

2Crl3

0Crl7N|7Al

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。與傳統(tǒng)的氧乙、等離子等切割工藝相比，激光切割速度快、切縫窄、熱影響區(qū)小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑，同時(shí)可激光切割的材料種類多，包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠、布、石英、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等。對(duì)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）。沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（使用溫度-196℃～800℃）。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(duì)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。而就全自動(dòng)激光切割機(jī)而言，它的平臺(tái)是可以運(yùn)動(dòng)的，與送料裝置配合起來就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加工的目的。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。主要參數(shù)X,Y工作范圍：1300mm*2500mm切割聚焦鏡頭：F=80mm大激光輸出功率：500W調(diào)繼沖頻率：$300Hz電源脈沖寬度：0。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)。其實(shí)，相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)304有著非常清楚的規(guī)定，而這些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同形狀的不銹鋼又有一些差異。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。

組成部分編輯

激光切割機(jī)系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、（外）光束傳輸組件、工作臺(tái)（機(jī)床）、微機(jī)數(shù)控柜、冷卻器和計(jì)算機(jī)（硬件和軟件）等部分組成。

1)機(jī)床主機(jī)部分：激光切割機(jī)機(jī)床部分，實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸的運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部分，包括切割工作平臺(tái)。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正確而精準(zhǔn)的進(jìn)行移動(dòng)，通常由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2)激光發(fā)生器：產(chǎn)生激光光源的裝置。202不銹鋼是200系不銹鋼中的一種,國標(biāo)型號(hào)為1Cr18Mn8Ni5N。對(duì)于激光切割的用途而言，除了少數(shù)場(chǎng)合采用YAG固體激光器外，絕大部分采用電-光轉(zhuǎn)換效率較高并能輸出較高功率的CO2氣體激光器。由于激光切割對(duì)光束質(zhì)量要求很高，所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式適用于小于1500W、低階模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。

3)外光路：折射反射鏡，用于將激光導(dǎo)向所需要的方向。按制法分熱軋和冷軋的兩種，按鋼種的組織特征分為5類：奧氏體型、奧氏體-鐵素體型、鐵素體型、馬氏體型、沉淀硬化型。為使光束通路不發(fā)生故障，所有反射鏡都要保護(hù)罩加以保護(hù)，并通入潔凈的正壓保護(hù)氣體以保護(hù)鏡片不受污染。一套性能良好的透鏡會(huì)將一無發(fā)散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡。7.5英寸透鏡僅用于>12mm厚材。

4)數(shù)控系統(tǒng)：控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也控制激光器的輸出功率。

5)穩(wěn)壓電源：連接在激光器，數(shù)控機(jī)床與電力供應(yīng)系統(tǒng)之間。主要起防止外電網(wǎng)干擾的作用。

6)切割：主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。切頭驅(qū)動(dòng)裝置用于按照程序驅(qū)動(dòng)切頭沿Z軸方向運(yùn)動(dòng)，由伺服電機(jī)和絲桿或齒輪等傳動(dòng)件組成。

7)操作臺(tái)：用于控制整個(gè)切割裝置的工作過程。

8)冷水機(jī)組：用于冷卻激光發(fā)生器。激光器是利用電能轉(zhuǎn)換成光能的裝置，如CO2氣體激光器的轉(zhuǎn)換率一般為20%，剩余的能量就變換成熱量。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。冷水機(jī)組還對(duì)機(jī)床外光路反射鏡和聚焦鏡進(jìn)行冷卻，以保證穩(wěn)定的光束傳輸質(zhì)量，并有效防止鏡片溫度過高而導(dǎo)致變形或炸裂。西安不銹鋼板柯華不銹鋼板耐腐蝕西安不銹鋼板的耐腐蝕性主要取決于它的合金成分（鉻、鎳、鈦、鋁、錳、等）和內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，起主要作用的是鉻元素。

9)氣瓶：包括激光切割機(jī)工作介質(zhì)氣瓶和輔助氣瓶，用于補(bǔ)充激光震蕩的工業(yè)氣體和供給切頭用輔助氣體。

10)空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐：提供和存儲(chǔ)壓縮空氣。

11)空氣冷卻干燥機(jī)、過濾器：用于向激光發(fā)生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作。

12)抽風(fēng)除塵機(jī)：抽出加工時(shí)產(chǎn)生的煙塵和粉塵，并進(jìn)行過濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

13)排渣機(jī)：排除加工時(shí)產(chǎn)生的邊角余料和廢料等。

應(yīng)用對(duì)比編輯

在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對(duì)于中厚板采用氧乙火焰切割；對(duì)策：深加工產(chǎn)品充分研磨，選擇適合的熱處理?xiàng)l件，控制原材料的晶粒度。對(duì)于薄板采用剪床下料,成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動(dòng)剪。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量，又推廣了氧乙精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。激光切割機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用無疑是對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大提高和創(chuàng)新突破。

工藝名稱

切 縫(mm)

變 形

精 度

圖形變更

速 度

費(fèi) 用

激光切割

很 小0.1-0.3

很 小

高0.2mm

很容易

較 低

較 高

等離子切割

較 小

較 大

高1mm

水切割

小

高

容 易

模沖切割

低

難

鋸 切

很 慢

線切割

氣燃體切割

很 大

嚴(yán) 重

較容易

電火花切割

很 高