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激光切割机的切割加工与气压之间有哪些影响因素?

2021-05-27 16:09:25

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。

激光切割机是钣金加工的一次工艺革命,是钣金加工中的“加工中央”;激光切割机柔性化程度高,切割速度快,出产效率高,产品出产周期短,为客户赢得了广泛的市场。

那么,激光切割机的切割加工与气压之间有哪些影响因素?

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激光切割机的切割加工与气压之间的影响因素解析:

激光切割机在切割过程中,光束经切割头的透镜聚焦成一个很小的焦点,使焦点处达到高的功率密度,其中切割头固定在z轴上。这时,光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分热量,材料很快被加热到熔化与汽化温度,与此同时,一股高速气流从同轴或非同轴侧将熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。随着焦点与材料的相对运动,使孔洞形成连续的宽度很窄的切缝,完成材料的切割。

激光切割机

在激光切割机切割的过程中辅助气体是必不可少的,辅助气体有足够的压力能够彻底清出激光切割产生的废渣,一般在切割厚一点的工件时气压要减小一点,粘到工件上的残渣将会破坏切割边缘。增加气体压力可以提前激光切割速度,但到达一个较大值后,继续增加气体压力反而会引起切割速度的下降。

在高辅助气体压力下,切割速度降低的原因除可归结为高的气流速度对及挂个作用区冷却效应的增强外,还可能是气流中存在的间歇冲击波对激光作用区冷却的干扰。气流中存在不均匀的压力和温度,会引起气流场密度的变化。这样的密度梯度导致场内折射率改变,从而干拢光束能量的聚焦,造成再聚焦或光束发散。这种干扰会影响熔化效率,有时可能改变模式结构,导致切割质量下降,如果光束发散太甚。使光斑过大,甚至会造成不能有效地进行切割的严重后果。

激光切割机

为了避免高速气流对激光切割性能的不良反应,可以设想改变气流内总的压力分布,由于气流压力分布的这种改变,使熔化过程发生在中部低压区,而其周围邻近的高压区则可提高到足够的动量,以保证更有效地去除熔渣,由于高压区的间歇性不会对光速造成干扰,熔化效率也提高了。


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