切割質量

切割精度是判斷數(shù)控激光切割機質量好壞的要素。影響數(shù)控激光切割機的切割精度的四大因素：

1、激光發(fā)生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小，則切割精度非常高，要是切割之后的縫隙也非常小。則說明激光切割機的精度非常之高，品質則非常高。但激光器發(fā)出的光束為錐形，所以切出來的縫隙也是錐形。這種條件下，工件厚度越大，精度也就會越低，因此切縫越大。

2、工作臺的精度。工作臺的精度如果非常高，則讓切割的精度也隨之提高。因此工作臺的精度也是衡量激光發(fā)生器精度的一個非常重要的因素。

3、激光光束凝聚成錐形。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。

4、切割的材料不同，也會影響到激光切割機的精度。在同樣的情況下，切割不銹鋼和切割鋁其精度就會非常不同，不銹鋼的切割精度就會高一些，而且切面也會光滑一些。

一般來說，激光切割質量可以由以下6個標準來衡量。

1.切割表面粗糙度Rz

2.切口掛渣尺寸

3.切邊垂直度和斜度u

4.切割邊緣圓角尺寸r

5.條紋后拖量n

6.平面度F

噴嘴設計及氣流控制

噴嘴設計及氣流控制技術： 激光切割鋼材時，氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處，從而形成一個氣流束。對氣流的基本要求是進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行放熱反應；同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。因此，除光束的質量及其控制直接影響切割質量外，噴嘴的設計及氣流的控制（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構，即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。通常用實驗和誤差方法進行設計。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，因此不進行流體力學計算與分析。在使用時從噴嘴側面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體，稱噴嘴壓力，從噴嘴出口噴出，經(jīng)一定距離到達工件表面，其壓力稱切割壓力Pc，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，當噴嘴壓力超過此值時，氣流為正常斜激波，氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關：如氧氣、空氣的n=5，因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1 1/n)1 n/2時（Pn；4bar），不銹鋼板材批發(fā)，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。

為進一步提高激光切割速度，不銹鋼板加工廠，可根據(jù)空氣動力學原理，在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波，設計制造一種縮放型噴嘴，即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用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，見圖4。試驗結果如圖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)關系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時切割速度只能達到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力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)。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，與聚焦光束難以匹配而無法采用。

物理性能編輯

抗拉強度 σb (MPa)≥520

304不銹鋼圖冊(6張)

條件屈服強度 σ0.2 (MPa)≥205

伸長率 δ5 (%)≥40

斷面收縮率 ψ (%)≥60

硬度：≤187HBW;≤90HRB;≤200HV

密度（20℃，g/cm3）：7.93

熔點（℃）：1398~1454

比熱容（0~100℃，KJ·kg-1K-1）：0.50

熱導率（W·m-1·K-1）：（100℃）16.3，（500℃）21.5

線脹系數(shù)（10-6·K-1）：（0~100℃）17.2，（0~500℃）18.4

電阻率（20℃，10-6Ω·m）：0.73

縱向彈性模量（20℃，KN/mm2）：193[1]

產(chǎn)品標準編輯

對于304不銹鋼來說，其成份中的Ni元素非常重要，直接決定著304不銹鋼的抗腐蝕能力及其的價值。

304中為重要的元素是Ni、Cr，2507不銹鋼板，但是又不于這兩個元素。具體的要求由產(chǎn)品標準規(guī)定。行業(yè)常見判定情況認為只要Ni含量大于8%，Cr含量大于18%，就可以認為是304不銹鋼。這也是為什么業(yè)內(nèi)會把這類不銹鋼叫做18/8不銹鋼的原因。其實，相關的產(chǎn)品標準對304有著非常清楚的規(guī)定，而這些產(chǎn)品標準針對不同形狀的不銹鋼又有一些差異。下面是一些常見的產(chǎn)品標準與測試。

要想確定一個材料是不是304不銹鋼，必須滿足產(chǎn)品標準中每一個元素的要求，戶縣不銹鋼板，只要有一個不符合，就不能叫做304不銹鋼。

1、ASTM A276（Standa Specification for Stainless Steel Bars棒材 and Shapes型材）

304

C

Mn

P

S

Si

Cr

Ni

要求，%

≤0.08

≤2.00

≤0.045

≤0.030

≤1.00

18.0–20.0

8.0-11.0

2、ASTM A240（Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate板材，Sheet片材， and Strip帶材 for Pressure essels and for General Applicati）

304

C

Mn

P

S

Si

Cr

Ni

N

要求，%

≤0.07

≤2.00

≤0.045

≤0.030

≤0.75

17.5–19.5

8.0–10.5

≤0.10

3、JIS G4305（cold-rolled 冷軋stainless steel plate板材， sheet片材 and strip帶材）

SUS 304

C

Mn

P

S

Si

Cr

Ni

要求，%

≤0.08

≤2.00

≤0.045

≤0.030

≤1.00

18.0–20.0

8.0-10.5

4、JIS G4303 （Stainless steel bars不銹鋼棒）

SUS 304

C

Mn

P

S

Si

Cr

Ni

要求，%

≤0.08

≤2.00

≤0.045

≤0.030

≤1.00

18.0–20.0

8.0-10.5

以上四個標準只是常見的幾個標準，其實ASTM和JIS中有提到304的不止這幾個標準。每個標準其實對304的要求不盡相同，所以要想確定一個材料是不是304，準確的表達方式應該說是否符合某個產(chǎn)品標準中的304要求。材質證明書一般要出具以下類型報告：

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