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生銹原因編輯
304不銹鋼材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象,可能有以下幾個原因:
氯離子
氯離子廣泛存在,比如鹽/汗跡/海水/海風(fēng)/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環(huán)境有要求,而且需要經(jīng)常擦拭,除去灰塵,保持清潔干燥。(這樣就可以給他定個“使用不當(dāng)”。) 美國有一個例子:某企業(yè)用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百余年,上個世紀(jì)九十年代計劃更換,因橡木材料不夠現(xiàn)代,采用不銹鋼更換后16天容器因腐蝕泄漏。
固溶處理
合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕性能差。
鋁
盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性,厚度6mm以下的鋁材可以切割,這取決于合金類型和激光器能力。當(dāng)用氧切割時,切割表面粗糙而堅硬。用氮氣時,切割表面平滑。純鋁因為其高純非常難切割,只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割鋁材。否則反射會毀壞光學(xué)組件。
鈦
鈦板材用氣和氮氣作為加工氣體來切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。
銅和黃銅
兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度1mm以下的黃銅可以用氮氣切割;厚度2mm以下的銅可以切割,加工氣體必須用氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割銅和黃銅。否則反射會毀壞光學(xué)組件。
合成材料
切割合成材料時要牢記切割的危險和可能排放的危險物質(zhì)??杉庸さ暮铣刹牧嫌校簾崴苄运芰稀嵊不牧虾腿嗽煜鹉z。
有機物
在所有有機物切割中都存在著著火的危險(用氮氣作為加工氣體,也可以用壓縮空氣作為加工氣體)。木材、皮革、紙板和紙可以用激光切割,切割邊緣會燒焦(褐色)。
噴嘴設(shè)計及氣流控制
噴嘴設(shè)計及氣流控制技術(shù): 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(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);同時又有足夠的動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)。通常用實驗和誤差方法進(jìn)行設(shè)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(jìn)行流體力學(xué)計算與分析。在使用時從噴嘴側(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,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,不銹鋼板201價格,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(dāng)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(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(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(jié)構(gòu)。德國漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器,咸陽不銹鋼板,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(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,沖孔不銹鋼板,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(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。
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