1熔化切割

在激(ji)光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)中，工件被局部(bu)熔(rong)化(hua)后(hou)借(jie)助氣(qi)流把(ba)熔(rong)化(hua)的材(cai)(cai)料噴(pen)射出去。因(yin)為材(cai)(cai)料的轉(zhuan)移只發生在其液(ye)(ye)態(tai)情(qing)況下，所(suo)以該(gai)過(guo)程被稱作激(ji)光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)。激(ji)光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)時，當(dang)然(ran)是(shi)將材(cai)(cai)質加熱到(dao)一定(ding)的溫度(du)下熔(rong)化(hua)，然(ran)后(hou)通(tong)過(guo)與光(guang)(guang)束同(tong)軸(zhou)的噴(pen)嘴(zui)噴(pen)吹(chui)非(fei)氧(yang)化(hua)性氣(qi)體(ti)，利(li)用氣(qi)體(ti)的壓力使液(ye)(ye)態(tai)金屬排(pai)出，形成切(qie)(qie)口。激(ji)光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)所(suo)需(xu)能量只有汽(qi)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)的1/10，不(bu)需(xu)要使金屬完全汽(qi)化(hua)。激(ji)光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)對于鐵制材(cai)(cai)料和鈦金屬可以得到(dao)無氧(yang)化(hua)切(qie)(qie)口。產(chan)生熔(rong)化(hua)但不(bu)到(dao)氣(qi)化(hua)的激(ji)光(guang)(guang)功率密(mi)度(du)，對于鋼材(cai)(cai)料來說(shuo)，在 104W/cm2～105 W/cm2 之間。

2 汽化切割

激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)汽(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)切割(ge)(ge)過程中，利用的(de)(de)高能量高密(mi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)對(dui)工件進行加熱(re)，使(shi)溫度(du)(du)(du)(du)上(shang)升，并(bing)且在(zai)很短的(de)(de)時(shi)間內讓材(cai)(cai)(cai)質汽(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)成(cheng)蒸汽(qi)(qi)(qi)(qi)，當這(zhe)些蒸汽(qi)(qi)(qi)(qi)噴出(chu)(chu)的(de)(de)時(shi)候就會(hui)在(zai)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)上(shang)形成(cheng)一道切口(kou)，這(zhe)樣(yang)就達成(cheng)了(le)切割(ge)(ge)效(xiao)果。但(dan)是一般材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)的(de)(de)熱(re)很大(da)，所以材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)表(biao)面溫度(du)(du)(du)(du)升至沸點溫度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)速度(du)(du)(du)(du)是如(ru)此(ci)之快，足以避免熱(re)傳導造(zao)成(cheng)的(de)(de)熔化(hua)(hua)，于(yu)(yu)(yu)是部分材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)成(cheng)蒸汽(qi)(qi)(qi)(qi)消失(shi)，部分材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)作為噴出(chu)(chu)物從切縫底部被輔助(zhu)氣(qi)體流(liu)吹走。此(ci)情(qing)況(kuang)下(xia)需要(yao)非(fei)常高的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)功率。為了(le)防止材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)蒸氣(qi)冷凝到(dao)割(ge)(ge)縫壁上(shang)，材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)厚度(du)(du)(du)(du)一定不(bu)要(yao)大(da)大(da)超過激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)直徑。該加工因而只適合于(yu)(yu)(yu)應(ying)用在(zai)必須避免有(you)熔化(hua)(hua)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)排除的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)汽(qi)(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)切割(ge)(ge)使(shi)用的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)一般有(you)極薄(bo)金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)非(fei)金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。在(zai)板(ban)材(cai)(cai)(cai)厚度(du)(du)(du)(du)一定的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，max切割(ge)(ge)速度(du)(du)(du)(du)反(fan)比于(yu)(yu)(yu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)氣(qi)化(hua)(hua)溫度(du)(du)(du)(du)。所需的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)功率密(mi)度(du)(du)(du)(du)要(yao)大(da)于(yu)(yu)(yu)108W/cm2，并(bing)且取決于(yu)(yu)(yu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、切割(ge)(ge)深度(du)(du)(du)(du)和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)焦點位置(zhi)。在(zai)板(ban)材(cai)(cai)(cai)厚度(du)(du)(du)(du)一定的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，假(jia)設有(you)足夠的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)功率，max切割(ge)(ge)速度(du)(du)(du)(du)受到(dao)氣(qi)體射流(liu)速度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)限制。

3 控制斷裂切割

對于容(rong)(rong)易受熱(re)破(po)壞的(de)(de)脆(cui)(cui)性材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，通過(guo)激(ji)光束(shu)加熱(re)進(jin)行高速、可控(kong)的(de)(de)切(qie)斷，稱為控(kong)制斷裂切(qie)割(ge)。這種切(qie)割(ge)過(guo)程主(zhu)要(yao)(yao)內容(rong)(rong)是：激(ji)光束(shu)加熱(re)脆(cui)(cui)性材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)小塊區域，引起該區域大的(de)(de)熱(re)梯度(du)和嚴重的(de)(de)機械(xie)變形(xing)，導(dao)致材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)形(xing)成(cheng)裂縫。只要(yao)(yao)保持(chi)均(jun)衡(heng)的(de)(de)加熱(re)梯度(du)，激(ji)光束(shu)可引導(dao)裂縫在任何需要(yao)(yao)的(de)(de)方向產生。這種切(qie)割(ge)一般使用(yong)的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)質是脆(cui)(cui)性材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。

4 氧(yang)化(hua)熔(rong)化(hua)切割(ge)（激光火焰(yan)切割(ge)）

熔化切(qie)割(ge)(ge)(ge)一(yi)般使用(yong)惰性氣體(ti)，如果代之以氧氣或其它(ta)活(huo)性氣體(ti)，材料在激(ji)光束的(de)照射下被點燃，與氧氣發生激(ji)烈的(de)化學反應(ying)(ying)而產生另一(yi)熱(re)源，使材料進一(yi)步(bu)加(jia)熱(re)，稱為氧化熔化切(qie)割(ge)(ge)(ge)。由于此效應(ying)(ying)，對于相同厚度的(de)結(jie)構(gou)鋼，采用(yong)該(gai)方法(fa)可得(de)到的(de)切(qie)割(ge)(ge)(ge)速率比(bi)熔化切(qie)割(ge)(ge)(ge)要(yao)高。另一(yi)方面，該(gai)方法(fa)和(he)熔化切(qie)割(ge)(ge)(ge)相比(bi)可能切(qie)口(kou)質量更(geng)(geng)差。實際上它(ta)會生成更(geng)(geng)寬的(de)割(ge)(ge)(ge)縫(feng)、明顯的(de)粗(cu)糙度、增加(jia)的(de)熱(re)影(ying)響(xiang)區和(he)更(geng)(geng)差的(de)邊(bian)緣質量。激(ji)光火(huo)焰切(qie)割(ge)(ge)(ge)在加(jia)工精密模型和(he)尖角時是不好的(de)（有燒掉尖角的(de)危險）。

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