在金屬光纖激光切割機的實際切割過程中,功率所能切割的板材厚度是有限的,這與激光切割的原理有關。
激光切割是將高功率激光聚焦在被切割工件表面,使其熔化或燃燒的過程。然后用切割氣體來補充,以趕走爐渣。切割頭在工件表面上運動,形成一條狹縫,將工件分離。
在切割加工過程中,金屬材料的熔化或燃燒能否持續(xù)穩(wěn)定,是保證切割能力和質量的關鍵。狹縫頂部的溫度必須達到燃點。單靠金屬和空氣的燃燒反應所釋放的能量,實際上并不能保證燃燒過程的繼續(xù)進行。
首先,因為切割縫被從噴嘴噴出的氧氣流連續(xù)冷卻,所以切割表面的溫度降低。
二是燃燒形成的亞鐵氧化層覆蓋在工件表面,阻礙了氧的擴散。當氧濃度降低到一定水平時,燃燒過程就會熄滅。
切割厚板時,切割速度相對較慢,工件表面燃燒的速度比切割頭行進的速度快。燃燒持續(xù)一段時間后,由于空氣中氧氣濃度降低,燃燒過程熄滅。
切割頭運動時,切割面的燃燒過程是周期性地進行的,這會引起切割前沿的溫度波動,使切割質量變差。
從金屬中切割厚板有以下技術難點:。
01維持準穩(wěn)態(tài)燃燒過程是困難的。
02在板厚方向上很難保持恒定的氧氣純度和壓力。
為了保持穩(wěn)定的切割,要求切割氧的純度和壓力在板厚方向上應保持基本恒定。
解決這個問題一般有三種方法:。
(1)增加輔助氣流的大小。
(2)匹配與切割能力相對應的功率大小。
(3)調整匹配的切割速度。