激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙1炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
控制断裂切割
对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
氧化熔化切割(激光火焰切割)
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,使材料进一步加热,称为氧化熔化切割。
由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响,激光的功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
激光切割机加工高温合金的难点
高温合金是我们加工中比较常见的金属材料,那么它能否使用激光切割机来进行加工呢?下面我们来围绕“激光切割机加工高温合金的难点”为大家分析一下。
高温合金由于其硬度高,耐高温,所以在使用金属激光切割机进行切割时会难以保证切割精度,那么,高温铝合金和一般钢材相比,使用光纤激光切割机加工有哪些难点呢?其主要表现在以下几点:
1
加工硬化倾向大
比如GH4169未强化处理的基体硬度约HRC37,金属激光切割机切割后表面将会产生0.03mm左右的硬化层,硬度增加到HRC47左右,硬化程度高达27%。加工硬化现象对氧化先端丝锥寿命有很大影响,通常会产生严重的边界磨损。
2
材料导热性差
切削高温合金时产生的大量切削热由氧化先端丝锥承受,刀尖承受了高达800~1000℃的切削温度,在高温和大切削力作用下,将导致切削刃产生塑性变形、粘结与扩散磨损。
3
切削力大
高温合金强度比汽轮机常用合金钢材料高30%以上,在600℃以上的切削温度下,镍基高温合金材料的强度仍高于普通合金钢材料。未强化处理的高温合金单位切削力在4000N/mm2以上,而普通合金钢仅2500N/mm2。
4
磨损大
镍基合金主要成份为镍和铬,另外还添加有少量其它元素:钼、钽、铌、钨等,值得注意的是,钽、铌、钨等也是用来制造硬质合金(或高速钢)氧化先端丝锥的主要成分,用这些氧化先端丝锥加工高温合金会产生扩散磨损和磨料磨损。