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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。因?yàn)椴牧系霓D(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下,所以該過程被稱作激光熔化切割。激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫,而氣體本身不參于切割。激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。激光熔化切割對(duì)于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。目前,民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因,所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角,呈“錐形”。產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度,對(duì)于鋼材料來說,在104W/cm2~105 W/cm2之間。
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(duì)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)。
激光切割機(jī)指標(biāo)的合理控制
1、切割斷面指標(biāo):激光切割純鋁需要高功率、高氣壓大流量輔助氣體由于材料較軟,切割過程中背面的切割渣不易吹除,以掛軟渣為主,但可以較容易地機(jī)械手段去除;激光切割是將從激光器發(fā)射出的激光,經(jīng)光路系統(tǒng),聚焦成高功率密度的激光束。切割較硬的材料的時(shí)候一般不容易掉渣,因工藝參數(shù)和其它原因,僅有少量的渣,不易去除,但當(dāng)使用高壓氮?dú)馇懈顣r(shí),掛渣現(xiàn)象可以有效控制。
2、斷面粗糙度:激光切割的斷面主要和激光的受光束模式、光學(xué)鏡片質(zhì)量、輔助氣體純度和切割速度有關(guān)系,當(dāng)然與所加工材質(zhì)也有密切相關(guān),通常是上部光滑,下部粗糙。一般激光切割斷面可達(dá)到RZ6.3-25左右。
3、切口斜度:切口斜度是激光切割固件有的特性,主要是由于光束聚焦后呈發(fā)散裝,而且再加上輔助氣體的吹拂作用,形成形切縫即上窄下寬,一般隨切割厚度增大斜度越大,通常加工20MM碳鋼,單邊斜度不大于3度。