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东莞老兵激光切割加工熔渣温度知识

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激光切割加工熔渣温度非常高,通常在1700度以上时,而且熔渣的沸腾、对流将许多氧气带入反应区的下部,就使得下层的金属也不断加入到燃烧反应中。但是,越往下层的金属与氧气接触的机会就越少,对于底层的金属基本不发生燃烧反应,主要是靠燃烧反应所产生的热量将其熔化。这也正是激光切割钢板有一定的厚度限制的原因之一。实验中发现:相同加工条件下,由于氧气的原因,从板材的边缘开始切割和将起割点选在板材内部相比,前者烧穿钢板的时间短,可切割工件的厚度大。在反应区上部主要发生燃烧反应,可以称为燃烧反应区;下部主要发生材料的受热熔化,可称为熔化反应区。

实验中还看到:由于燃烧反应也同时向两侧扩展,当钢板在整个板厚上被烧穿时,起割点处上表而的燃烧反应区己扩展成直径约为切缝宽度1.5~2倍的半球形。因此,起割点处切缝较宽,切割而粗糙,热影响区大,切口形状总是上宽下窄。这也正是实际加工中在设计加工轨迹时通常将起割点设置在工件加工轮廓线之外的原因。在燃烧反应发生后,激光仍然起着重要的作用,可以对所照射的钢板部位不断提供能量,这一阶段直至钢板在整个板厚方向上被烧穿为比。其间能量的输入主要是两方而:燃烧反应所产生的反应热和激光束的能量。由于燃烧反应处于不断扩展中,反应区逐渐变大,所产生的热量应被看作不断增强的热源困。这些热量将反应区的金属加热至熔点,并将其熔化。由于热传导的作用,还会在周围产生温度场,造成切割加工的热影响区。

第三阶段的过程分析当钢板被烧穿后,切割加工的第三阶段过程开始。燃烧反应的产物及熔融金属所构成的熔渣被氧气气流从钢板烧穿的小孔处吹出。此时,切割头开始沿着加工轨迹向前行进,激光束和氧气气流也随之移动,从而使得燃烧反应区和熔化反应区连续移动变化。由于钢板己被烧穿,氧气气流可以在整个板厚方向上为燃烧反应提供氧气。于是燃烧反应区扩展到了钢板的整个板厚高度,熔化反应区转移到燃烧反应区沿切割方向的前方。因此,该阶段所产生的熔渣仍然由燃烧反应物FeO和熔化的Fe组成。随着燃烧反应向前进展,反应区的金属不断被熔化,所产生的熔渣被吹除,钢板上被烧穿的小孔就扩展成为切口。

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