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湖北鑫源廣聚不銹鋼工程有限公司,是一家設(shè)計(jì)、加工、制造生產(chǎn)直銷公司,各種系列的裝飾裝潢不銹鋼制品工程材料,以及各種不銹鋼板材,的產(chǎn)品加工制造生產(chǎn),安裝一體化的室內(nèi)外專門施工不銹鋼金屬制品裝飾工程有限公司。
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(diǎn)燃,與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源,稱為氧化熔化切割。具體描述如下:
(1)材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度,隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng),放出大量熱量。在此熱量作用下,材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔,而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。
(2)燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度,同時(shí)氧氣擴(kuò)散通過(guò)熔渣到達(dá)點(diǎn)火前沿的快慢也對(duì)燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高,燃燒化學(xué)反應(yīng)和去除熔渣的速度也越快。當(dāng)然,氧氣流速不是越高越好,因?yàn)榱魉龠^(guò)快會(huì)導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻,這對(duì)切割質(zhì)量也是不利的。
(3)顯然,氧化熔化切割過(guò)程存在著兩個(gè)熱源,即激光照射能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計(jì),切割鋼時(shí),氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明顯,與惰性氣體比較,使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。
(4)在擁有兩個(gè)熱源的氧化熔化切割過(guò)程中,如果氧的燃燒速度高于激光束的移動(dòng)速度,割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動(dòng)的速度比氧的燃燒速度快,則所得切縫狹而光滑。
關(guān)于激光熔覆層的質(zhì)量控制,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)激光熔覆層開(kāi)裂問(wèn)題進(jìn)行了許多研究,探討了采用多種方法來(lái)克服激光熔覆層開(kāi)裂問(wèn)題。從激光熔覆層的設(shè)計(jì)來(lái)考慮 有人推導(dǎo)出了一個(gè)計(jì)算殘余應(yīng)力的微分公式,提出了激光熔覆相的概念。包括化學(xué)相容性,組織相容性和物理相容性,據(jù)此設(shè)計(jì)激光熔覆層,可有效防止熔覆層開(kāi)裂還有人提出了按激光熔覆層材料與基體材料膨脹系數(shù)得到匹配公式來(lái)設(shè)計(jì)激光熔覆層材料(包括合金粉和基體)。從優(yōu)化激光熔覆工藝參數(shù)來(lái)考慮 采用優(yōu)化激光熔覆工藝參數(shù)(激光功率,掃描秒速度讀,送粉率以及掃描光束重疊等)方法,可改善激光熔池的對(duì)流傳質(zhì)狀態(tài),以控制激光熔覆得到凝固過(guò)程,獲得組織西米,均勻,無(wú)雜質(zhì),偏析的熔覆層。添加某些合金元素或稀土氧化物 這種方法可提高潤(rùn)濕性,增加激光熔覆層的韌性,例如,在基體表面采用激光熔覆Al2O3或ZrO2陶瓷層時(shí),可添加一定量的Y2O3來(lái)改善陶瓷相對(duì)的潤(rùn)濕性。改進(jìn)激光熔覆的工藝方法 有人提出在激光熔覆過(guò)程中,采取預(yù)熱和后熱處理措施,以降低熔覆層的抗應(yīng)力;許伯藩等均提成雙層預(yù)涂熔覆方法,以及二次激光熔覆方法。采取輔助措施(例如電磁攪拌輔助激光熔覆) 在激光熔覆過(guò)程中施加電磁攪拌是借助于電磁力強(qiáng)迫激光熔池內(nèi)的熔體流運(yùn)動(dòng),改善凝固過(guò)程中的熔體流動(dòng),傳熱和傳質(zhì),將樹(shù)枝晶打碎,達(dá)到細(xì)化和均勻的目的,電磁攪拌能細(xì)化熔覆層的組織晶粒,均勻組織結(jié)構(gòu),減少或抑制偏析和組織結(jié)構(gòu)疏松,監(jiān)督固液界面的溫度梯度,減少應(yīng)力集中,提高覆層的韌性。因而在激光熔覆過(guò)程中輔加電磁攪拌能細(xì)化和均勻組織結(jié)構(gòu),減少夾雜,溫度梯度和應(yīng)力集中,從而有利于減少或抑制激光熔覆層的裂紋。
激光加工技術(shù)主要有以下特別的優(yōu)點(diǎn):
①使用激光加工,生產(chǎn),質(zhì)量可靠,經(jīng)濟(jì)效益。
?、诳梢酝ㄟ^(guò)透明介質(zhì)對(duì)密閉容器內(nèi)的工件進(jìn)行各種加工;在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方,可用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。
③激光加工過(guò)程中無(wú)'刀具'磨損,無(wú)'切削力'作用于工件。
?、芸梢詫?duì)多種金屬、非金屬加工,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點(diǎn)的材料。
⑤激光束易于導(dǎo)向、聚焦實(shí)現(xiàn)作各方向變換,極易與數(shù)控系統(tǒng)配合、對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行加工,因此它是一種極為靈活的加工方法。
?、逕o(wú)接觸加工,對(duì)工件無(wú)直接沖擊,因此無(wú)機(jī)械變形,并且高能量激光束的能量及其移動(dòng)速度均可調(diào),因此可以實(shí)現(xiàn)多種加工的目的。
?、呒す饧庸み^(guò)程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,對(duì)非激光照射部位沒(méi)有或影響,因此,其熱影響區(qū)小,工件熱變形小,后續(xù)加工量小。
?、嗉す馐陌l(fā)散角可<1毫弧,光斑直徑可小到微米量級(jí),作用時(shí)間可以短到納秒和皮秒,同時(shí),大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達(dá)千瓦至10kW量級(jí),因而激光既適于精1密微細(xì)加工,又適于大型材料加工。
每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間把物體外表濺射出一個(gè)細(xì)小的孔,在計(jì)算機(jī)操控下,激光加工頭與被加工資料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行接連相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn),這樣會(huì)把物體加工成想要的形狀。
切開(kāi)時(shí),一股與光束同軸氣流由切開(kāi)頭噴出,將熔化或氣化的資料由切口的底部吹出。與傳統(tǒng)的板材加工辦法比較,激光切割具有高的切開(kāi)質(zhì)量、高的切開(kāi)速度、高的柔性、廣泛的資料適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。