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激光是一種光,與其他自然光一樣,是由原子(分子或離子等)躍遷產(chǎn)生的。在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質(zhì)量的切口,從工件靜止時(shí)的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術(shù)應(yīng)以重視。 但它與普通光不同是激光僅在初極短的時(shí)間內(nèi)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)度和高相干性。激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下,通過脈沖使激光器放電,從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。
汽化切割加工不能用于,像木材和某些陶瓷等,那些沒有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再凝結(jié)的材料。另外,這些材料通常要達(dá)到更厚的切口。此外,光還具有波的性質(zhì),因此,不可避免地會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象,衍射會(huì)使光束在傳播過程中發(fā)生橫向擴(kuò)展,該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中,能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。在激光汽化切割中,合適光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。激光功率和氣化熱對(duì)合適焦點(diǎn)位置只有一定的影響。在板材厚度一定的情況下,大切割速度反比于材料的氣化溫度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取決于材料、切割深度和光束焦點(diǎn)位置。在板材厚度一定的情況下,假設(shè)有足夠的激光功率,大的切割速度受到氣體射流速度的限制。加工不能用于,像木材和某些陶瓷等,那些沒有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再凝結(jié)的材料。
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(duì)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(duì)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?)每六個(gè)月檢查光纖激光切割機(jī)軌道的直線度及機(jī)器的垂直度,發(fā)現(xiàn)不正常及時(shí)維護(hù)調(diào)試。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?yàn)檠趸艧徇^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(duì)切割速度的影響。