1熔化切割
在激(ji)(ji)光熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)中(zhong),工(gong)件被(bei)局部熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)后(hou)借助氣(qi)流(liu)把熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的材料(liao)噴(pen)射出去。因為材料(liao)的轉移只發生(sheng)在其液(ye)態情況(kuang)下,所以(yi)該過程被(bei)稱作激(ji)(ji)光熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)。激(ji)(ji)光熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)時,當然是將材質加(jia)熱(re)到(dao)(dao)一定的溫度(du)下熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),然后(hou)通過與光束(shu)同軸的噴(pen)嘴噴(pen)吹非氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性氣(qi)體,利(li)用氣(qi)體的壓力使液(ye)態金(jin)屬排(pai)出,形成(cheng)切(qie)口(kou)。激(ji)(ji)光熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)所需能量(liang)只有汽(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的1/10,不需要使金(jin)屬完(wan)全汽(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。激(ji)(ji)光熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)對(dui)于(yu)(yu)鐵制材料(liao)和鈦金(jin)屬可以(yi)得到(dao)(dao)無氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)切(qie)口(kou)。產生(sheng)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)但不到(dao)(dao)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的激(ji)(ji)光功率密度(du),對(dui)于(yu)(yu)鋼(gang)材料(liao)來說,在 104W/cm2~105 W/cm2 之間。
2 汽化切割
激(ji)(ji)光(guang)(guang)汽(qi)化切割過程中,利用(yong)的(de)(de)(de)(de)高能量高密度的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)束對工件進(jin)行(xing)加熱(re),使溫(wen)度上升,并(bing)(bing)且(qie)在(zai)(zai)很短的(de)(de)(de)(de)時間內讓(rang)材(cai)(cai)(cai)(cai)質汽(qi)化成蒸(zheng)(zheng)汽(qi),當這些蒸(zheng)(zheng)汽(qi)噴出(chu)的(de)(de)(de)(de)時候就會在(zai)(zai)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)上形(xing)成一道切口,這樣就達成了(le)切割效果。但是(shi)一般材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)汽(qi)化的(de)(de)(de)(de)熱(re)很大,所(suo)以材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)表面溫(wen)度升至沸點(dian)溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度是(shi)如此之(zhi)快(kuai),足(zu)以避免(mian)(mian)熱(re)傳導造成的(de)(de)(de)(de)熔(rong)化,于是(shi)部分(fen)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)汽(qi)化成蒸(zheng)(zheng)汽(qi)消失,部分(fen)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)作為(wei)噴出(chu)物從切縫底部被輔助氣(qi)體流吹走。此情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下需(xu)(xu)要非常高的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)。為(wei)了(le)防止材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)冷凝(ning)到割縫壁上,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度一定(ding)不(bu)要大大超過激(ji)(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)束的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑。該加工因(yin)而只適合(he)于應(ying)用(yong)在(zai)(zai)必須避免(mian)(mian)有熔(rong)化材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)排除的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下。激(ji)(ji)光(guang)(guang)汽(qi)化切割使用(yong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)一般有極薄金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和非金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。在(zai)(zai)板(ban)材(cai)(cai)(cai)(cai)厚(hou)度一定(ding)的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下,max切割速(su)(su)度反(fan)比于材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)化溫(wen)度。所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)密度要大于108W/cm2,并(bing)(bing)且(qie)取(qu)決于材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、切割深度和光(guang)(guang)束焦點(dian)位置(zhi)。在(zai)(zai)板(ban)材(cai)(cai)(cai)(cai)厚(hou)度一定(ding)的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下,假設有足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv),max切割速(su)(su)度受(shou)到氣(qi)體射流速(su)(su)度的(de)(de)(de)(de)限制。
3 控制斷裂切割
對于容易受熱破(po)壞的(de)脆性(xing)材料(liao)(liao)(liao),通過激光(guang)(guang)束加熱進行高速、可(ke)控(kong)的(de)切斷,稱(cheng)為控(kong)制斷裂(lie)切割(ge)。這種切割(ge)過程(cheng)主要(yao)內容是(shi):激光(guang)(guang)束加熱脆性(xing)材料(liao)(liao)(liao)小塊區域,引起該區域大的(de)熱梯度(du)和嚴重的(de)機械變形(xing),導致材料(liao)(liao)(liao)形(xing)成裂(lie)縫。只要(yao)保持均(jun)衡的(de)加熱梯度(du),激光(guang)(guang)束可(ke)引導裂(lie)縫在(zai)任何(he)需要(yao)的(de)方(fang)向產生。這種切割(ge)一般使用的(de)材質是(shi)脆性(xing)材料(liao)(liao)(liao)。
4 氧化熔化切割(激(ji)光火焰切割)
熔(rong)化(hua)切割一般使(shi)用(yong)惰(duo)性氣(qi)體,如果(guo)代之(zhi)以(yi)氧氣(qi)或其它(ta)(ta)活(huo)性氣(qi)體,材料在激(ji)光(guang)束的(de)(de)(de)照射下被點燃,與氧氣(qi)發(fa)生(sheng)激(ji)烈(lie)的(de)(de)(de)化(hua)學反應(ying)而產生(sheng)另一熱(re)源,使(shi)材料進一步加熱(re),稱(cheng)為氧化(hua)熔(rong)化(hua)切割。由于此效應(ying),對于相(xiang)同厚(hou)度的(de)(de)(de)結構鋼,采用(yong)該(gai)方法可得到的(de)(de)(de)切割速率比熔(rong)化(hua)切割要高。另一方面(mian),該(gai)方法和熔(rong)化(hua)切割相(xiang)比可能切口(kou)質(zhi)量更差。實際上它(ta)(ta)會生(sheng)成(cheng)更寬的(de)(de)(de)割縫、明顯的(de)(de)(de)粗(cu)糙度、增加的(de)(de)(de)熱(re)影響區(qu)和更差的(de)(de)(de)邊緣(yuan)質(zhi)量。激(ji)光(guang)火焰切割在加工(gong)精密模型和尖角(jiao)時是(shi)不(bu)好的(de)(de)(de)(有燒掉(diao)尖角(jiao)的(de)(de)(de)危險)。
(來源(yuan):網站(zhan),版權(quan)歸(gui)原作者)