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鈺豐介紹激光切割厚板難點及如何解決?

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鈺豐介紹激光切割厚板難點及如何解決?

發布日期:2019-12-17 作者:張梓秋 點擊:

鈺豐介紹激光切割厚板難點及如何解決?

激光切割機不再是切割厚度小于10mm的鋼板的問題。但是,如果要切割較厚的鋼板,則通常需要輸出功率超過5 kW的高功率激光器,并且切割質量也大大降低。由于大功率激光設備昂貴且其輸出激光模式不利于激光切割,因此傳統的激光切割方法在切割厚板時沒有優勢。用于切割厚板的金屬激光切割機存在以下技術難題:

激光切割

1、難以維持準穩態燃燒過程。在金屬激光切割機的實際切割過程中,可切割的板的厚度受到限制,這與切割鐵在切割邊緣的不穩定性密切相關。為了使燃燒過程繼續進行,縫隙頂部的溫度必須達到點火點。僅由鐵氧體燃燒反應釋放的能量實際上不能確保燃燒過程繼續進行。一方面,狹縫被來自噴嘴的氧氣流連續冷卻,這降低了切削刃的溫度。另一方面,通過燃燒形成的氧化亞鐵層覆蓋工件的表面,阻礙了氧氣的擴散,并且降低了氧氣濃度。在一定水平上,燃燒過程將熄滅。當傳統的會聚光束用于激光切割時,激光束作用在表面上的區域非常小。由于高的激光功率密度,不僅在激光輻射區域內,工件的表面溫度達到著火點,而且由于熱傳導,該區域達到了閃點溫度。工件表面上氧氣流的直徑大于激光束的直徑。這表明不僅在激光輻射區域中發生強烈的燃燒反應,而且在由激光束照射的光斑的周圍同時燃燒。切割厚板時,切割速度相當慢,并且工件表面上的鐵素體燃燒速度快于切割頭的移動速度。在燃燒持續一段時間之后,由于氧氣濃度的降低,燃燒過程消失了。只有當切割頭移動到該位置時,燃燒反應才會再次開始。切削刃的燃燒過程是定期執行的,這將導致切削刃的溫度波動,切削質量下降。2、很難在厚度方向上保持恒定的氧氣純度和壓力。當金屬激光切割機切割厚板時,氧氣純度的下降也是影響切割質量的重要因素。氧氣流的純度對切割過程影響很大。當氧氣流的純度降低0.9%時,鐵素體燃燒率將降低10%;當純度降低5%時,燃燒率將降低37%。降低燃燒速率將大大減少燃燒過程中輸入到狹縫中的能量,降低切割速度,并增加切割表面液層中的鐵含量,這將增加爐渣的粘度,從而導致排渣困難。下部會出現嚴重的渣s,使切割質量不合格。為了保持切割穩定,在厚度方向上切割氧氣流的純度和壓力必須保持基本恒定。在傳統的激光切割工藝中,通常使用普通的錐形噴嘴,該噴嘴可以滿足薄板切割的要求。然而,當切割厚板時,隨著空氣供應壓力的增加,在噴嘴的流場中容易形成沖擊波。沖擊波對切割過程有很多危害,會降低氧氣流的純度并影響切口質量。

通常有三種方法可以解決此問題:

(1)在切割氧氣流周圍添加預熱的火焰。 (2)在切割氧氣流周圍添加輔助氧氣流。 (3)合理設計噴嘴內壁,以改善流場特性。


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