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激光不锈钢切管机厚碳钢板切割面粗糙度的改善方法 2021-11-03

激光不锈钢切管机厚碳钢板切割面粗糙度的改善方法



【现象】

在碳钢厚板的切割中,熔融现象起点的第一条割痕切割面的粗糙度会直接影响从板厚的中部到下部切割面的粗糙度。如果第一条割痕的切割面粗糙度良好;则向下延续的切割面粗糙度也会良好;如果第一条割痕的粗糙度不好,则切割面的中部与下部也不会很好。



【原因】



如图3.17-1所示,第一条割痕的切割面粗糙度是由激光的照射、燃烧沿切割前沿接触点A点向四周扩散的范围、熔融的量来决定的。在上部产生的熔融金属将在向下方流动的同时引起燃烧反应,使切割向下深入。激光的熔融现象随着激光在被加工物表面的前进(切割):(a)燃烧从A点开始并扩展;(b)燃烧速度VR先行于激光的前进速度VL;(c)燃烧在温度低的B处停止;(d)激光到达停止位置B处。如此不断反复最终达到切割目的。要提高切割面的粗糙度,就须在步骤①处让开始并扩展的燃烧停止扩展。此外,辅助氧气纯度的下降也会使氧化燃烧反应或熔融物的流动性变差,有关解决方法参阅其他章节。



【解决方法】

在第一条割痕处,要最大限度减小燃烧向激光束四周的扩散范围,就需要激光的照射是非连续性的,以便可以使熔融、燃烧现象间歇进行。不过,作为连续性的切割加工,则要求间歇性的照射要在极短时间内反复不断地进行。





图3.17-2是在对12mm厚的SS400材料的切割中,分别将激光条件设定为1300Hz高频率脉冲(HPW)条件与CW条件时,切割面外观与切割面粗糙度的对比。可以看出,HPW加工时,切割面的上部和中部都可获得良好的切割面粗糙度.


一般的脉冲加工(低频率)就是反复进行光束的照射和停止。照射停止了,加工也会停止,加工成为不连贯的加工。而HPW时,因为脉冲频率是高频,所以既可在第一条割痕处使燃烧向四周扩展的范围变窄,又可使停止照射的时间变短,熔融金属可从板厚的中部向下部流动,从而得到连续性的切割。



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