理化性質(zhì)編輯

304相當(dāng)于我國的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不銹鋼 ，304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強(qiáng)。耐高溫方面也比較好，能高到到1000-1200度。產(chǎn)品形狀實(shí)際上，不銹鋼是以全標(biāo)準(zhǔn)的金屬形狀和尺寸生產(chǎn)制造的，而且還有許多特殊形狀。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸，在實(shí)驗(yàn)中得出：濃度≤65%的沸騰溫度以下的中，304不銹鋼具有很強(qiáng)的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸亦具有良好的耐腐蝕能力。

表面美觀以及使用可能性多樣化耐腐蝕性能好，比普通鋼長久耐用耐腐蝕性好強(qiáng)度高，因而薄板使用的可能性大耐高溫氧化及強(qiáng)度高，因此能夠抗火災(zāi)常溫加工，即容易塑性加工因?yàn)椴槐乇砻嫣幚?，所以簡便、維護(hù)簡單 清潔，光潔度高 焊接性能好

不銹鋼理論重量計(jì)算公式為：重量(kg)=厚度(mm)*寬度(m)*長度(m)*密度值

與傳統(tǒng)的氧乙、等離子等切割工藝相比，激光切割速度快、切縫窄、熱影響區(qū)小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑，同時可激光切割的材料種類多，包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠、布、石英、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等。隨著市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，激光切割技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電力、五金以及電器等領(lǐng)域。這些主要因素由切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數(shù)構(gòu)成。近年來，激光切割技術(shù)正以的速度發(fā)展，每年都以15%~20%的速度增長。我國自1985年以來，更是以每年近25%的速度增長。當(dāng)前，我國激光切割技術(shù)的整體水平與先進(jìn)國家相比還存在著不小的差距，因此，在激光切割技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用空間[1]  。

激光切割機(jī)在切割過程中，光束經(jīng)切頭的透鏡聚焦成一個很小的焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度，其中切頭固定在z軸上。(6)高壓水射流切割（專業(yè)水刀切割：上海信未）(7)等離子弧切割。這時，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對運(yùn)動，使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫，完成材料的切割[1]  。

當(dāng)前，激光切割機(jī)的外光路部分主要采用的是飛行光路系統(tǒng)。從激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)過反射鏡1、2、3到達(dá)切頭上的聚焦透鏡，聚焦后在待加工材料表面形成光斑。日本牌號（1）冷軋無取向硅鋼帶由公稱厚度（擴(kuò)大100倍的值） 代號A 鐵損保證值（將頻率50HZ，大磁通密度為1。其中反射鏡片1固定在機(jī)身上不動；橫梁上反射鏡2隨著橫梁的運(yùn)動作x向運(yùn)動；z軸上的反射鏡片3隨z軸的運(yùn)動作y向的運(yùn)動。從圖中不難看出，在切割過程中，隨著橫梁作x向運(yùn)動，z軸部分作y向運(yùn)動，光路的長度時刻發(fā)生著變化[1]  。

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”。當(dāng)“錐形”的高度改變時（相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長度改變），聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。實(shí)際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。此外，光還具有波的性質(zhì)，因此，不可避免地會出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，衍射會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。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用，當(dāng)光路長度變化時，作用在透鏡表面的光束直徑時刻發(fā)生著變化，這就會引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化，但對焦點(diǎn)位置的影響很小。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化，必然會對加工產(chǎn)生很大影響，比如，會造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會割不透或燒蝕板材等[1]  。

噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制

噴嘴設(shè)計(jì)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。一般是抗張力大、堅(jiān)硬度大構(gòu)鋼板，耐機(jī)械損害性能越大，使用耐久性較長，但研磨殛加工費(fèi)用也比較高。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(jì)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(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。FPC紫外型紫外激光切割機(jī)是采用紫外激光的切割系統(tǒng)，利用紫外光的特點(diǎn)，比傳統(tǒng)長波長切割機(jī)具有更高精度和更好的切割效果。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(jì)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,Pc也不斷增加。

可用下列公式計(jì)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；每個標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)對304的要求不盡相同，所以要想確定一個材料是不是304，準(zhǔn)確的表達(dá)方式應(yīng)該說是否符合某個產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的304要求。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(jì)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,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗(yàn),見圖4。試驗(yàn)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?？梢云鸬椒乐垢g,提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進(jìn)美觀等作用。

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(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。激光加工技術(shù)在廣告業(yè)的應(yīng)用主要有有激光切割和激光雕刻兩種工作方式。