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材料特性与激光加工关系
越是晶粒细小、表面粗糙、无锈蚀、导热率低的材料越容易加工,而含碳量高、表面有镀层或涂漆、反光率高的材料较难切割。含碳量高的金属多属于熔点比较高的金属,由于难以熔化,增加了切穿的时间。一方面,它使得割缝加宽,表面热影响区扩大,造成切割质量的不稳定;另一方面,合金成分含量高,使液态金属的粘度增加,使飞溅和挂渣的比率提高,加工时对激光功率、气吹压力的调节都提出了更高的要求。镀层和涂漆加强的光的反射,使熔融因难;同时,也增加了熔渣的产生。
激光切割技术比其他方法的明显优点是:
(1)切割质量好。切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极i小。
(3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明:CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,日益广,的一种先进加工方法。
激光切割利用激光束作为热源的热切割,工作原理与激光焊相似。激光切割的温度超过11000℃,足以使任何材料气化,因此在激光切割时,除熔化外,气化也起着重要的作用。有些材料(例如碳和某些陶瓷)的激光切割过程则纯属气化过程。金属的激光切割多采用大功率二氧化碳连续激光器。
切割时,喷射惰性气体流,吹除切口熔化金属,可使切口光洁平直;喷射氧气流可提高切割速度。激光切割的切口细窄、尺寸jing确、表面光洁,质量优于任何其他热切割方法。几乎所有的金属材料都可以用激光切割,可切割的厚度从几微米的箔片至50毫米的板材。