在激光的气化切割过程中,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。此情况下需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
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,使材料进一步加热,称为氧化熔化切割。
由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的***)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响,激光的功率决定切割速度。在激光的气化切割过程中,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度与面积成反比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割机工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。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。当出现风机吸力不足排烟不畅时,首先关闭电源,将风机上的入风管与出风管卸下,除去里面的灰尘,然后将风机倒立,并拔动里面的风叶,直至清洁干净,然后将风机安装好。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。
激光切割机影响寿命的一些要素:
对于激光切割机来说,影响寿命的是里面的泵浦源以及晶体,其实也就是灯的寿命。一般来说等标准的灯的寿命,晶体的寿命。当能量下降后,激光切割机的加工性能会大打折扣,所以解决办法就是更换泵浦源和晶体。
当激光切割机对材料进行切割时,工作表面会释放大量的气体和飞溅物,这些气体和飞溅物都将会对镜片造成伤害。当污染物落在镜片表面,将会从激光束吸收能量,导致热透镜效应。如果镜片还没有形成热应力,则操作者可以将其拆卸并清洗干净。
激光切割机功率突然下降,有可能玻璃管发生。而在检查玻璃管壁上有水印的痕迹。则可增加空调的功率、和空气干燥机来降低空气湿度;遇湿度大的高温,也可能导致玻璃。没有污垢和残存痕迹留在镜面表面;用干空气吹干;必要时可把用几滴酮弄湿的镜头纸卷成杆,轻轻地擦洗镜片表面,以去除重污滴。而导致这种偏差不一致情况出现的原因众多,有机械的、外力的、伺服响应性、控制系统等因素,或是多因素叠加影响。
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