自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元,而激光设备的销售额超过66亿美元。其中,金属加工行业占居绝大部分。 在金属加工行业,激光的应用已有数十年的历史。长期以来,金属切割领域,1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年,
金属激光切割加工
自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元,而激光设备的销售额超过66亿美元。其中,金属加工行业占居绝大部分。 在金属加工行业,激光的应用已有数十年的历史。长期以来,金属切割领域,1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年,以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率(500W)灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可,占领了国内低端金属切割机市场。
与其它常规加工方法相比,激光切割具有更大的适应性。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形切割。首先,与其他热切割方法相比,同样作为热切割过程,别的方法不能象激光束那样作用于一个的区域,结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。激光能切割非金属,而其它热切割方法则不能。一般来说,激光切割质量可以由以下6个标准来衡量。⒈切割表面粗糙度Rz⒉切口挂渣尺寸⒊切边垂直度和斜度u⒋切割边缘圆角尺寸r⒌条纹后拖量n⒍平面度F
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度,随之与氧气发生激烈的燃烧反应,放出大量热量。在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。近年,以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率(500W)灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可,占领了国内低端金属切割机市场。⑵燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度,同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高,燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然,氧气流速不是越高越好,因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的冷却,这对切割质量也是不利的。⑶显然,氧化熔化切割过程存在着两个热源,即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计,切割钢时,氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明显,与惰性气体比较,使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。
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