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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
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-03-31
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【概要描述】铁氧体切割-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很快,可以避免热传导引起的熔化,使部分材料蒸发成蒸汽而消失,部分材料被辅助气流从狭缝底部作为射流吹走。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和一些塑料,都是用这种铁氧体切割方法切割成型的。

铁氧体切割的主要工艺

【概要描述】铁氧体切割-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很快,可以避免热传导引起的熔化,使部分材料蒸发成蒸汽而消失,部分材料被辅助气流从狭缝底部作为射流吹走。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和一些塑料,都是用这种铁氧体切割方法切割成型的。

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1.铁氧体切割-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很快,可以避免热传导引起的熔化,使部分材料蒸发成蒸汽而消失,部分材料被辅助气流从狭缝底部作为射流吹走。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和一些塑料,都是用这种铁氧体切割方法切割成型的。


在蒸发的过程中,蒸汽带走熔化的颗粒并带走碎片,形成孔洞。在汽化过程中,约40%的物质变成蒸汽消失,而60%的物质以液滴的形式被气流带走。

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2.铁氧体切割-熔化和切割


当入射激光束的功率密度超过一定值时,激光束照射点处的材料内腔蒸发,形成空穴。这个小孔一旦形成,就会充当黑体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。随着工件的移动,小孔沿切割方向同步移动,形成狭缝。铁氧体切割激光束继续沿着接缝的前沿照射,熔融材料被连续地或脉动地从接缝吹走。


3.铁氧体切割-氧化熔化和切割


一般来说,惰性气体用于切割。如果改用氧气或其他活性气体,材料在激光束的照射下会被点燃,它会与氧气发生激烈的化学反应,产生另一种热源,称为铁氧体切割。具体描述如下:


(1)在激光束的照射下,材料表面被迅速加热到着火温度,然后与氧气发生激烈的燃烧反应,释放出大量的热量。在这种热量的作用下,材料内部形成充满蒸汽的孔洞,孔洞周围是熔化的金属壁。


(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。氧气流量越大,燃烧化学反应和排渣越快。当然氧气流量越高越好。过高的流速将导致狭缝出口处的反应产物(即金属氧化物)快速冷却,这也不利于切割质量。


(3)显然,铁氧体切割过程中有两个热源,即激光照射能量和氧气与金属发生化学反应产生的热能。据估计,切削钢材时,氧化反应释放的热量约占切削所需总能量的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)在用两种热源进行铁氧体切割的过程中,如果氧气的燃烧速度高于激光束的移动速度,狭缝就显得又宽又粗糙。如果激光束的移动速度快于氧气的燃烧速度,狭缝就会变窄变光滑。


4.铁氧体切割-控制断裂切割。


对于易受热损坏的脆性材料,用激光束加热进行高速可控切割,称为可控断裂切割。这种切割过程的主要内容是:激光束加热脆性材料的小区域,使该区域产生较大的热梯度和剧烈的机械变形,从而使材料产生裂纹。只要保持平衡的加热梯度,激光束就可以将裂纹导向任何需要的方向。


需要注意的是,这种受控断裂切割不适合切割尖角和角边。切割特大号封闭形状不容易成功。控制断裂的切割速度要快,不需要太高的功率,否则会造成工件表面熔化,破坏狭缝边缘。主要控制参数是激光功率和光斑尺寸。


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