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激光切割厚板技术难点分析

来源:乌鲁木齐新闻网  日期:2022-01-14  阅读:

激光切割厚板技术难点分析

激光切割厚板技术难点分析及解决办法

  激光切割机对于10mm厚以下钢板的切割已不成问题。但如果要切割更厚的钢板, 往往要求助于输出功率超过5kW的高功率激1、硅PU防水底漆: 每平方使用量0..25千克光器, 而且切割质量也明显下降。由于高功率激光器设备成本昂贵, 其输出的激光模式也不利于激光切割, 所以传统激光切割方法在切割厚板时,不具备优势。金属激光切割机切割厚板的存在以下技术难点:

1、准稳态燃烧过程维持比较困难。金属激光切割机实际切割过程中,能切透的板厚是有限的,这与切割前沿铁不能稳定燃烧密切相关。燃烧过程要能持续进行,切缝顶部的温度必须达到燃点。单独靠铁氧燃烧反应释放的能量,实际上不能确保燃烧过程持续进行。一方面,是由于切缝被喷嘴喷出的氧流连续冷却,降低了切割前沿的温度:另一方面,燃烧形成的氧化亚铁层覆盖在工件表面,阻碍氧的扩散,当氧的浓度降低到一定程度时,燃烧过程将会熄灭。采用传统会聚性光束进行激光切割时,激光束作用于我国塑料机械企业最近几年来加大了对挤出机新兴市场的开辟表面的区域很小,由于激光功率密度很高,所以不仅仅在激光辐射的区域,工件表面温度达到了燃点,而且由于热传导,一个更宽的区域达到了燃点温度。而氧流作用于工件表面的直径要比激光束直径要大。这表明不仅在激光辐射区域, 要发生强烈地燃烧反应,而且在激光束照射的光斑外围也要同时发生燃烧。厚板切割时,切割速度相当慢,工件表面铁氧燃烧的速度要比切割头行进的速度快。燃烧持续一段时间后,由于氧的浓度下降,而导致燃烧过程熄灭。只有当切割头行进到该位置时,燃烧反应又重新开始。切割前沿的燃烧过程是周期性地进行,这样就会导致切割前沿的温度波动,切口质量变差。

2、板厚方向氧纯度和压力难以维持恒定。金属激光切割机厚板切割时,氧纯度下降也是影响切口质量的重要因素。氧流的纯度对切割过程有强烈影响。当氧流纯度下降0. 9%,铁氧燃烧率将下降10%;纯度下降5%时,燃烧率将下降37%。燃烧率下降将大大减少了燃烧过程输入到切缝中的能量,降低了切割速度,同时切割面液态层中铁的含量增加,从而增大到熔渣的粘性,导致熔渣排出困难,这样在切口下部就会出现严重的挂渣,使切口质量变得难以接受。为了保持切割稳定进行,要求在板厚方向切割氧流的纯度及压力要基本保持恒定。传统激光切割工艺中,常常使用普通锥形喷嘴,这种喷嘴在薄板切割中能满足使用要求。但在切割厚板时,随着供气压力增大,喷嘴的流场中容易形成激波,激波对切割过程有许多危害,降低氧流的纯度,影响切口质量。

解决这个问题一般有三种办法:

(1)在切割氧流周围添加预热火焰

(2)在切割氧流周围添加辅助氧流

(3)合理设计喷嘴内壁, 改善气流流场特征。

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