按表面特征

表面

特征

制造法概要

用途

銀白色

無光澤

熱軋到規(guī)定厚度

不需要有表面光澤的用途

NO.2D

冷軋后進行熱處理和酸洗

一般用材，深沖用材

NO.2B

光澤強于NO.2D

NO.2D處理后，經過拋光輥進行最終一道輕度冷軋

一般用材

BA

光亮如鏡

無標準，但通常是光亮退火的表面加工，表面反射性很高。

建筑材料，廚房用具

NO.3

粗研磨

用100~200#（單位）的砥粒研磨帶，進行研磨

NO.4

中間研磨

用150~180#砥粒研磨帶進行研磨而獲得的拋光表面

同上

NO.240

細研磨

用240#砥粒研磨帶進行研削

廚房用具

NO.320

極細研磨

用320#砥粒研磨帶進行研削

NO.400

光澤接近于BA

用400#拋光輪進行研削

一般用材，建筑用材，廚房用具

HL

發(fā)紋研磨

適當粒子大小的研磨材料進行發(fā)紋研削（150~240#）其砥粒很多

樓房，建筑用材

NO.7

接近于鏡面研磨

用600#回轉拋光輪進行研磨

美術用，裝飾用

NO.8

鏡面研磨

鏡子用拋光輪進行研磨

反光鏡，裝飾用

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。還要考慮經濟核算，每次新拋磨的鋼板，要求能生產一緩質量的裝飾板次數。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。影響激光切割質量的因素很多，激光切割的一個重要優(yōu)點在于可以對過程中的主要因素實施高度控制，使切割出的工件充分滿足客戶的要求，并且重復性很好。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經常更換,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,經一定距離到達工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,最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。此外，選擇鋼板的厚度時，應考慮其使用時間、質量、剛度，同時要考慮板材受壓時的強度要求。當噴嘴壓力更高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。

為進一步提高激光切割速度,可根據空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產生正激波,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。2、彩色不銹鋼拉絲板拉線板（LH），也叫發(fā)絲紋，因為紋路像頭發(fā)細長而直。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。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)生產中切割手扳常用的工藝參數。隨著市場經濟的飛速發(fā)展和科學技術的日新月異，激光切割技術已廣泛應用于汽車、機械、電力、五金以及電器等領域。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。

組成部分編輯

激光切割機系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、（外）光束傳輸組件、工作臺（機床）、微機數控柜、冷卻器和計算機（硬件和軟件）等部分組成。

1)機床主機部分：激光切割機機床部分，實現X、Y、Z軸的運動的機械部分，包括切割工作平臺。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正確而精準的進行移動，通常由伺服電機驅動。

2)激光發(fā)生器：產生激光光源的裝置。對于激光切割的用途而言，除了少數場合采用YAG固體激光器外，絕大部分采用電-光轉換效率較高并能輸出較高功率的CO2氣體激光器。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。由于激光切割對光束質量要求很高，所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式適用于小于1500W、低階模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。

3)外光路：折射反射鏡，用于將激光導向所需要的方向。為使光束通路不發(fā)生故障，所有反射鏡都要保護罩加以保護，并通入潔凈的正壓保護氣體以保護鏡片不受污染。304是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設備和機件。一套性能良好的透鏡會將一無發(fā)散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡。7.5英寸透鏡僅用于>12mm厚材。

4)數控系統(tǒng)：控制機床實現X、Y、Z軸的運動，同時也控制激光器的輸出功率。

5)穩(wěn)壓電源：連接在激光器，數控機床與電力供應系統(tǒng)之間。主要起防止外電網干擾的作用。

6)切割：主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。切頭驅動裝置用于按照程序驅動切頭沿Z軸方向運動，由伺服電機和絲桿或齒輪等傳動件組成。

7)操作臺：用于控制整個切割裝置的工作過程。

8)冷水機組：用于冷卻激光發(fā)生器。激光器是利用電能轉換成光能的裝置，如CO2氣體激光器的轉換率一般為20%，剩余的能量就變換成熱量。這些主要因素由切割速度、焦點位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數構成。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。冷水機組還對機床外光路反射鏡和聚焦鏡進行冷卻，以保證穩(wěn)定的光束傳輸質量，并有效防止鏡片溫度過高而導致變形或炸裂。

9)氣瓶：包括激光切割機工作介質氣瓶和輔助氣瓶，用于補充激光震蕩的工業(yè)氣體和供給切頭用輔助氣體。

10)空壓機、儲氣罐：提供和存儲壓縮空氣。

11)空氣冷卻干燥機、過濾器：用于向激光發(fā)生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作。

12)抽風除塵機：抽出加工時產生的煙塵和粉塵，并進行過濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護標準。

13)排渣機：排除加工時產生的邊角余料和廢料等。