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防止激光切割过程 中厚板拐角处产生逆喷的方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-12 来源:中国激光网 作者:激光网友 浏览次数:7665

【现象】

使用氮气或空气作为辅助气体进行激光切割铝合金或不锈钢时,如加工形状中存在锐角,则加工将变得比较困难。如图5. 2-1所示,在拐角尖端切割之后熔融金属会马上涌上到工件的表面,从而出现切缝难以形成、材料不可分开的情况。板材越厚,这样的情况就越容易发生。


防止激光切割过程 中厚板拐角处产生逆喷的方法


【原因】

等离子体是指材料在激光的照射下被局部加热,因加热而释放出的高温蒸气在材料表面呈现出的等离子体状态。如图5. 2-2所示,所产生的等离子体是会吸收激光的。等离子体一旦产生,通过激光束在切缝内的多重反射来实现的加工机制就会遭到破坏,使切缝难以形成,结果就会出现熔融金属向上逆喷的现象。不过等离子体连续产生时的巨大蒸发压力也是利于切割的(请参阅另章的《等离子切割面切割》)。加工尖角时,在激光经过拐角尖端部加工方向转变的瞬间,熔融金属在切缝内的流动及加工气流都会出现紊乱,被加工物将局部处于高温,并产生等离子体。拐角的角度越小,这种现象就越容易发生。


【解决方法】

(1)如图5.2-3所示,先用高速度条件加工到拐角的尖端处,再把之后要改变方向加工的位置处设为砥速度条件进行加工。低速度条件要使用可以使拐角部熔融金属的流动及气流保持稳定的脉冲切割条件。之后再返回到高速度条件。


防止激光切割过程 中厚板拐角处产生逆喷的方法

防止激光切割过程 中厚板拐角处产生逆喷的方法


在从低速条件向高速条件的切换中,为了防止在切换处切割面上产生切割缺陷,一般是采取先让激光返回到已用低速条件切过的位置后,再切换成高速条件进行再加工的方法。另外,切割速度的急剧变化也会使熔融金属的流动或辅助气流变得不稳定,引发等离子体。加工方向转变过来之后的切割速度应该是一个渐进提高的过程。图5. 2-2产生熔融金属的原理
(2)改变加工路径也可以改善加工的稳定性。通过在拐角的尖端部设置拐角R来改变加工轨迹,也可以使被激光熔融的金属从切缝上部向下部顺利流动,从而抑制等离子体的产生。

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