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在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因?yàn)椴牧系霓D(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下,所以該過(guò)程被稱作激光熔化切割。激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開(kāi)割縫,而氣體本身不參于切割。激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。循環(huán)水的水質(zhì)及水溫直接影響激光管的使用壽命,建議使用純凈水,并將水溫控制在35℃以下。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。激光熔化切割對(duì)于鐵制材料和鈦金屬可以得到無(wú)氧化切口。產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度,對(duì)于鋼材料來(lái)說(shuō),在104W/cm2~105 W/cm2之間。
切割精度是判斷數(shù)控激光切割機(jī)質(zhì)量好壞的要素。影響數(shù)控激光切割機(jī)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(shuō)明激光切割機(jī)的精度非常之高,品質(zhì)則非常高。一般孔的大小與板厚有關(guān),爆裂穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對(duì)較厚的板爆裂穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用(如石油篩縫管),只能用于廢料上。但激光器發(fā)出的光束為錐形,所以切出來(lái)的縫隙也是錐形。這種條件下,工件厚度越大,精度也就會(huì)越低,因此切縫越大。
2、工作臺(tái)的精度。工作臺(tái)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(tái)的精度也是衡量激光發(fā)生器精度的一個(gè)非常重要的因素。
3、激光光束凝聚成錐形。切割時(shí),激光光束是以錐形向下的,這時(shí)如果切割的工件的厚度非常大,切割的精度就會(huì)降低,則切出來(lái)的縫隙就會(huì)非常大。
4、切割的材料不同,也會(huì)影響到激光切割機(jī)的精度。在同樣的情況下,切割不銹鋼和切割鋁其精度就會(huì)非常不同,不銹鋼的切割精度就會(huì)高一些,而且切面也會(huì)光滑一些。
多年來(lái),國(guó)外發(fā)展了綜合激光切割和機(jī)械沖孔技術(shù)的激光沖切機(jī),這種機(jī)械對(duì)復(fù)雜形狀的工件用機(jī)械方法模沖出內(nèi)孔,然后用激光切割方法切出外緣和需要長(zhǎng)距離切割的線條。工件在切割前,對(duì)其進(jìn)行激光切割的可行性以及切割過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要預(yù)先予 以考慮。比如,此類材料可否進(jìn)行激光切割?其切割的難點(diǎn)在哪里?是否需要對(duì)樣品進(jìn)行試割?如何達(dá)到切割的質(zhì)量和精度的要求?工件切割的基準(zhǔn)起始點(diǎn)放在哪里?等等。影響激光切割質(zhì)量的因素很多,激光切割的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)過(guò)程中的主要因素實(shí)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(fù)性很好。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。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。除了以上4個(gè)重要的變量以外,可能對(duì)切割質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素還包括光束參數(shù)(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脈沖波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面狀態(tài)),以及割炬和噴嘴、外光路系統(tǒng)、工件固定等其他因素。