材料特性与激光加工关系
越是晶粒细小、表面粗糙、无锈蚀、导热率低的材料越容易加工,而含碳量高、表面有镀层或涂漆、反光率高的材料较难切割。含碳量高的金属多属于熔点比较高的金属,由于难以熔化,增加了切穿的时间。一方面,它使得割缝加宽,表面热影响区扩大,非标定制金属机柜,造成切割质量的不稳定;另一方面,合金成分含量高,使液态金属的粘度增加,使飞溅和挂渣的比率提高,加工时对激光功率、气吹压力的调节都提出了更高的要求。镀层和涂漆加强的光的反射,使熔融因难;同时,也增加了熔渣的产生。
激光切割机在切割过程中,光束经切ge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ge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
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。
激光汽化切割利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。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。
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
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