激光切割機在生活中經常被使用,也給生活增添了不少的便捷,對於(yu) 容易受熱破壞的脆性材料,通過激光束加熱進行高速、可控的切斷,稱為(wei) 控製斷裂切割。這種切割過程主要內(nei) 容是:激光束加熱脆性材料小塊區域,引起該區域大的熱梯度和嚴(yan) 重的機械變形,導致材料形成裂縫。隻要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導裂縫在任何需要的方向產(chan) 生。
要注意的是,這種控製斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功。控製斷裂切割速度快,不需要太高的功率,否則會(hui) 引起工件表麵熔化,破壞切縫邊緣。其主要控製參數是激光功率和光斑尺寸大小。
所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率,但發射處於(yu) 遠紅外波段10.6um光束的CO2激光器還是成功的應用於(yu) 許多金屬的激光切割實踐。金屬對10.6um激光束的起始吸收率隻有0.5%~10%,但是,當具有功率密度超過106w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表麵時,卻能在微秒級的時間內(nei) 很快使表麵開始熔化。處於(yu) 熔融態的大多數金屬的吸收率急劇上升,一般可提高60%~80%。
1.鈦及合金。
純鈦能很好耦合聚焦激光束轉化的熱能,輔助氣體(ti) 采用氧時化學反應激烈,切割速度較快,但易在切邊生成氧化層,不小心還會(hui) 引起過燒。為(wei) 穩妥起見,采用空氣作為(wei) 輔助氣體(ti) 比較好,以確保切割質量。
飛機製造業(ye) 常用的鈦合金激光切割質量較好,雖然切縫底部會(hui) 有少許粘渣,但很容易清除。
2.鎳合金。
鎳基合金也稱超級合金,品種很多。其中大多數都可實施氧化熔化切割。
3.碳鋼。
現代激光切割機可以切割碳鋼板的最大厚度可達20MM,利用氧化熔化切割機製切割碳鋼的切縫可控製在滿意的寬度範圍,對薄板其切縫可窄至0.1MM左右。
4.不鏽鋼。
激光切割對利用不鏽鋼薄板作為(wei) 主構件的製造業(ye) 來說是個(ge) 有效的加工工具。在嚴(yan) 格控製激光切割過程中的熱輸入措施下,可以限製切邊熱影響區變得很小,從(cong) 而很有效的保持此類材料的良好耐腐蝕性。
5.合金鋼。
大多數合金結構鋼和合金工具鋼都能用激光切割方法獲得良好的切邊質量。即使是一些高強度材料,隻要工藝參數控製得當,可獲得平直、無粘渣切邊。不過,對於(yu) 含鎢的高速工具鋼和熱模鋼,激光切割機加工時會(hui) 有熔蝕和粘渣現象發生。
6.鋁及合金。
鋁切割屬於(yu) 熔化激光切割機製,所用輔助氣體(ti) 主要用於(yu) 從(cong) 切割區吹走熔融產(chan) 物,通常可獲得較好的切麵質量。對某些鋁合金來說,要注意預防切縫表麵晶間微裂縫產(chan) 生。
7.銅及合金。
純銅(紫銅)由於(yu) 太高的反射率,基本上不能用CO2激光束切割。黃銅(銅合金)使用較高激光功率,輔助氣體(ti) 采用空氣或氧,可以對較薄的板材進行切割。
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