激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。在切割过程中必须添加与被切材料相适合的辅助气体。同轴的气体除了吹走割缝内的熔渣外,还能冷却加工物体表面,减少热影响区,冷却聚焦透镜,防止进入透镜座内污染镜片并致使镜片过热。气体压力和种类的选择对切割影响较大。常见的气体有:空
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激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。在切割过程中必须添加与被切材料相适合的辅助气体。同轴的气体除了吹走割缝内的熔渣外,还能冷却加工物体表面,减少热影响区,冷却聚焦透镜,防止进入透镜座内污染镜片并致使镜片过热。气体压力和种类的选择对切割影响较大。常见的气体有:空气,氧气,氮气。

实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上 6mm的碳钢,焦点在表面之上; 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。

此外脉冲穿孔还需要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件:如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种:⑴改变脉冲宽度;⑵改变脉冲频率;⑶同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第⑶种效果好。

对于不同的气体有不同的压力阈值,当喷嘴压力超过此值时,气流为正常斜激波,气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度(n)两因素有关:如氧气、空气的n=5,因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时(Pn;4bar),气流正常斜激波封变为正激波,切割压力Pc下降,气流速度减低,并在工件表面形成涡流,削弱了气流去除熔融材料的作用,影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴,其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。

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