氧化熔化切割材料在激光束的照射下在氧氣中被點燃,與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng),這種反應(yīng)是放熱的反應(yīng),進一步釋放熱量,在熱量作用下,不銹鋼上形成小孔,小孔被熔融的金屬包圍,不銹鋼內(nèi)部是充滿蒸汽的小孔,氧氣的氧氣流吹走熔渣,氧氣流速越高,燃燒化學(xué)反應(yīng)越劇烈,去除熔渣的速度也越快,但是氧氣流速也應(yīng)控制,不宜過快,若切縫口快速冷卻對切割質(zhì)量不利。當然,氧氣流速不是越高越好,因為流速過快會導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻,這對切割質(zhì)量也是不利的。氧化熔化切割過程激光照射產(chǎn)熱,氧化反應(yīng)也產(chǎn)熱,因此使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。
切割加工小孔(直徑小與板厚)變形情況的分析解決切割加工小孔徑變形常用的處理方式是根據(jù)激光切割機的功率大小選擇不同的切割方法。對于大功率激光切割機,在加工程序中應(yīng)將脈沖穿孔的軟穿刺方式改為爆破穿孔的普通穿刺方式,即采用爆破穿孔方式保證空洞表面光潔、無毛刺、變形小。對于較小功率的激光切割機在小孔加工為保證表面光潔度,應(yīng)采取脈沖穿孔的方式。
激光切割技術(shù)切割不銹鋼,可以大大降低加工成本,雖然激光設(shè)備一次性投資大,但是后續(xù)工藝成本被降低,綜合來說,采用激光切割還是可取的。激光切割不銹鋼工藝可以用到多種產(chǎn)品的加工,如切割不同圖案的工藝品,不銹鋼字,汽車制造等領(lǐng)域,加工時間減少,工件質(zhì)量較高。通過分析激光切割加工過程中材料狀態(tài)和能量平衡的變化,將其分為三個相互聯(lián)系的階段,針對每個階段根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立不同的能量平衡表達式和溫度場表達式,并對切割過程中的溫度場變化進行了動態(tài)模擬,可以預(yù)測工藝參數(shù)改變引起的后果,從而優(yōu)化加工工藝參數(shù)。激光切割因切割速度快,加工精度高,切口寬度窄,適用范圍廣,而成為應(yīng)用最廣泛的激光加工技術(shù)。尤其是CO2激光器,其切割加工應(yīng)用所占的比例達到80%。
激光切割加工的過程復(fù)雜,影響因素很多。如果加工工藝參數(shù)選擇不當,其切割質(zhì)量會受到很大影響。因此分析激光切割加工過程中各階段的能量變化,研究參數(shù)作用規(guī)律,建立理論模型,對優(yōu)化加工工藝參數(shù),減少實驗費用和時間,提高加工質(zhì)量具有重要的意義。關(guān)于激光切割加工,國內(nèi)外許多學(xué)者都做過研究,他們的研究工作主要有兩類:一類是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果,分析加工的機理,解釋切割過程中的各種能量和狀態(tài)的變化。另一類是根據(jù)能量平衡方程和熱傳導(dǎo)公式,建立激光切割物理過程的理論模型叫。由于在建立理論模型時通常對實際加工狀況進行了簡化,而且切割過程中影響因素又相互作用、還經(jīng)常變化,因此所建立的模型與實驗結(jié)果必然有一定的差距