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铁氧体切割的主要工艺

铁氧体切割的主要工艺

  • 分类:行业新闻
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2022-02-13
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【概要描述】在汽化铁氧体切割过程中,蒸汽带走熔化的颗粒和与之一起被冲走的碎屑,形成孔洞。在蒸发的过程中,大约40%的物质消失在蒸汽中,而60%的物质以液滴的形式被气流排出。

铁氧体切割的主要工艺

【概要描述】在汽化铁氧体切割过程中,蒸汽带走熔化的颗粒和与之一起被冲走的碎屑,形成孔洞。在蒸发的过程中,大约40%的物质消失在蒸汽中,而60%的物质以液滴的形式被气流排出。

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1.汽化切割


在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度上升到沸点温度的速度如此之快,以至于可以避免热传导引起的熔化,使一部分材料蒸发成蒸汽消失,一部分材料被辅助气流以射流的形式从狭缝底部吹走。一些不可熔化的材料,如木材、碳材料和一些塑料,通过这种汽化铁氧体切割方法被切割并形成。


在汽化铁氧体切割过程中,蒸汽带走熔化的颗粒和与之一起被冲走的碎屑,形成孔洞。在蒸发的过程中,大约40%的物质消失在蒸汽中,而60%的物质以液滴的形式被气流排出。


2.熔化和铁氧体切割


当入射激光束的功率密度超过一定值时,激光束照射点的材料内部蒸发,形成孔洞。一旦这个洞形成,它将作为一个黑体来吸收入射光束的所有能量。孔被熔融金属壁包围,然后,与光束同轴的辅助气流带走孔周围的熔融材料。随着工件移动,小孔沿切割方向同步移动,形成狭缝。激光束继续沿着接缝的前边缘照射,熔融材料被连续或脉动地从接缝中吹走。


3.氧化、熔化和铁氧体切割


通常,熔化铁氧体切割使用惰性气体。如果用氧气或其他活性气体代替,材料会在激光束的照射下被点燃,与氧气发生剧烈的化学反应会产生另一个热源,这就是所谓的氧化熔化切割。详情如下:


(1)材料表面在激光束的照射下迅速加热到点火温度,然后与氧气发生剧烈反应,放出大量热量。在这种热量的作用下,材料内部形成充满蒸汽的孔隙,这些孔隙被熔融金属壁包围。


(2)燃烧物质转移到炉渣中控制氧气和金属的燃烧速度,氧气通过炉渣扩散到点火前沿的速度对燃烧速度也有很大影响。氧气流量越高,燃烧化学反应和除渣越快。当然,氧气流速越高越好,因为流速过快会导致狭缝出口处的反应产物即金属氧化物快速冷却,对切割质量也不利。


(3)显然,氧化熔化铁氧体切割过程中有两个热源,即激光照射能和氧气与金属发生化学反应产生的热能。据估计,切割钢材时,氧化反应释放的热量约占切割所需总能量的60%。显然,与惰性气体相比,使用氧气作为辅助气体可以获得更高的切割速度。


(4)双热源氧化熔化铁氧体切割过程中,如果氧气的燃烧速度高于激光束的移动速度,切割缝会显得较宽且粗糙。如果激光束的移动速度快于氧气的燃烧速度,则产生的狭缝窄而平滑。


4.控制断裂铁氧体切割


对于易受热破坏的脆性材料,采用激光束加热进行高速可控切割,称为可控断裂切割。这种切割工艺的主要内容是激光束加热小面积的脆性材料,在这一区域引起大的热梯度和剧烈的机械变形,导致材料产生裂纹。只要保持平衡的加热梯度,激光束就可以引导裂纹在任何期望的方向上产生。


应该注意的是,这种受控的断裂切割不适合切割尖角和角边缘切口。切割超大的闭合形状不容易成功。快速控制断裂切削速度,不需要过高的功率,否则会造成工件表面熔化,破坏切削刃。主要控制参数是激光功率和光斑尺寸。


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