湖南大功率激光切割机厂家的行业须知「长沙瑞尔机电」

    在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。

     激光切割用的喷嘴采用简单的结构,即一锥形孔带端部小圆孔。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造,体积较小,是易损零件,需经常更换,因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体,称喷嘴压力,从喷嘴出口喷出,经一定距离到达工件表面,其压力称切割压力Pc,后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。激光雕刻按雕刻方式不同可分为点阵雕刻和矢量切割：点阵雕刻点阵雕刻酷似高清晰度的点阵打印。

   为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔（Laval）喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验,见图4。试验结果如图5所示：分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa（或4bar）时切割速度只能达到2.75m/min（碳钢板厚为2mm）。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。

    多年来，国外发展了综合激光切割和机械冲孔技术的激光冲切机，这种机械对复杂形状的工件用机械方法模冲出内孔，然后用激光切割方法切出外缘和需要长距离切割的线条。工件在切割前，对其进行激光切割的可行性以及切割过程中可能出现的问题要预先予 以考虑。比如，此类材料可否进行激光切割？其切割的难点在哪里？是否需要对样品进行试割？如何达到切割的质量和精度的要求？工件切割的基准起始点放在哪里？NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3。等等。影响激光切割质量的因素很多，激光切割的一个重要优点在于可以对过程中的主要因素实施高度控制，使切割出的工件充分满足客户的要求，并且重复性很好。这些主要因素由切割速度、焦点位置、辅助气体压力、激光输出功率等工艺参数构成。除了以上4个重要的变量以外，可能对切割质量产生影响的因素还包括光束参数（模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脉冲波光束）和工件特性（材料表面反射率、材料表面状态），以及割炬和喷嘴、外光路系统、工件固定等其他因素。