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激光同時又具有高相干性、高強(qiáng)度性、高方向性,激光通過激光器產(chǎn)生后由反射鏡傳遞并通過聚集鏡照射到加工物品上,使加工物品(表面)受到強(qiáng)大的熱能而溫度急劇增加,使該點因高溫而迅速的融化或則汽化,配合激光頭的運行軌跡從而達(dá)到加工的目的。
激光雖然是光,但它與普通光明顯不同是激光僅在初極短的時間內(nèi)激光機(jī)依賴于自發(fā)輻射,此后的過程完全由激輻射決定,因此激光具有非常純正的顏色,幾乎無發(fā)散的方向性,極高的發(fā)光強(qiáng)度。
熔化切割一般使用惰性氣體,如果代之以氧氣或其它活性氣體,材料在激光束的照射下被點燃,與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源,使材料進(jìn)一步加熱,稱為氧化熔化切割。
由于此效應(yīng),對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼,采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面,該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。切割時,激光光束是以錐形向下的,這時如果切割的工件的厚度非常大,切割的精度就會降低,則切出來的縫隙就會非常大。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的(有燒掉尖角的危險)??梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響,激光的功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。
金屬激光切割機(jī)的激光硬化處理工藝特點:
1、材料表面的高速加熱和高速自冷。
2、激光硬化處理后的工件表面硬度高,比常規(guī)淬火要高5%~20%,可獲得極細(xì)的硬化層組織。
3、由于激光加熱速度快,因而熱影響區(qū)小,淬火應(yīng)力及變形小。
4、可以對形狀復(fù)雜的零件和不能使用其他常規(guī)方法處理的零件進(jìn)行局部硬化處理。同時,也可以根據(jù)需要在同一零件的不同部位進(jìn)行不同的激光硬化處理。
5、激光硬化工藝周期短,生產(chǎn),工藝過程易實現(xiàn)計算機(jī)控制,自動化程度高,可納入生產(chǎn)流水線。
6、激光硬化靠熱量由表及里的傳導(dǎo)自冷,無需冷卻介質(zhì),對環(huán)境無污染。
激光切割機(jī)工藝中的輔助吹氣參數(shù)
在激光切割過程中,特別是對鋼、鈦等易氧化金屬的切割,使用輔助吹氧氣法,可以產(chǎn)生氧化放熱反應(yīng),可以吹散等離子云對激光束的屏蔽,可以吹掉切割縫隙中的熔融金屬。這些作用的總效果與增加入射激光功率的作用是相當(dāng)?shù)摹榱朔乐共牧险魵饫淠礁羁p壁上,材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。所以,輔助吹氣是提高切割速度,保證切斷面質(zhì)量的重要因素。因為氧化放熱過程中,棄放的熱量與氣體流量有關(guān),切縫中熔融金屬的噴射量與輔助氣體在中心細(xì)線上壓力的大小有關(guān)。故在激光切割機(jī)切割工藝中,要研究輔助氣體的種類、流量和壓強(qiáng)對切割速度的影響。