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激光切割需要哪些气体

时间:2019-03-12 20:19来源:未知 作者:admin 点击:
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  知道合伙人教育行家采纳数:42001获赞数:127169南京工程学院自动化专业毕业,爱好并擅长中小学数学向TA提问展开全部激光切割机可以使用的辅助气体主要有氧气、氮气、空气以及氩气这几种。

  空气可由空气压缩机直接提供,所以与其他气体相比价格非常便宜。虽然空气中大约含有20%的氧气,但是切割效率远不及氧气,切割能力与氮气相近。切割面会出现微量氧化膜,但可作为防止涂膜层脱落的一项措施。切口端面发黄。

  一些金属在切割的时候采用氧气会在切割面上形成氧化膜,采用氮气就可以进行防止氧化膜出现的无氧化切割。无氧化切割面具有可以直接进行熔接、涂抹,耐腐蚀性强等特点。切口端面发白。

  主要用于激光切割机切割碳钢。利用氧气反应热大幅面提高切割效率的同时,产生的氧化膜会提高反射材料的光束光谱吸收因数。切口端面发黑或者暗黄色。

  主要适用压延钢材,溶接构造用压延钢材,机械构造用碳钢,高张力版,工具板,不锈钢,电镀钢板,铜,铜合金等。

  氩气为惰性气体,在激光切割机切割中用于防止氧化和氮化,在熔接中也使用,与其他加工气体相比,价格粳稻,相应增加成本。切口端面发白。

  激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。

  激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。

  利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。

  激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

  激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。

  激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。

  激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。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。

  激光切割与其他热切割方法相比较,总的特点是切割速度快、质量高。具体概括为如下几个方面:

  由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。

  ① 激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。

  ② 切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。

  ③ 材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1,切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。

  由于激光的传输特性,激光切割机上一般配有多台数控工作台,整个切割过程可以全部实现数控。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。

  用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板,切割速度可达1200cm/min。材料在激光切割时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。

  激光切割时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低,振动小,无污染。

  与氧乙炔切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光切割适应性。

  激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且随着工件厚度的增加,切割速度明显下降。

  由三种气体组成:氮气、氦气、二氧化碳组成。比例根据激光器的不同也有所不同。

  1、激光切割时会产生很大的热量,如此高的热量集中到一起,就会使切割处的材料燃烧,发生氧化反应,而且还容易使被加工件产生变形。所以,我们就需要加入一些辅助气体,常用的一般有氧气、空气、氮气。

  2、我们在加工不锈钢时,应该选择氮气。氮气可以防止切口发生氧化反应,这样加工出来的切口就不会有发黑的现象了。在选择氮气的时候要选择高纯度 的。

  3、如果是加工碳钢板就要选择氧气了,氧气主要起到助燃的作用,可以加快工件的加工速度,当然氧气的纯度也要尽可能的高。

  4、在一些要求不是很精密的加工中, 我们也可以选择氧气,因为氧气的使用成本低,也具有很大的辅助作用。

  5、这些辅助气体除了上面的这些功能外,他们还有很多共同的功能。这些气体可以吹走在切割时产生的熔渣并且可以保护镜片,避免熔渣粘到镜片上,延长镜片的使用寿命。空气和氮气还具有降温的作用,可以冷却切割头。

  济南邦德激光股份有限公司是一家致力于为全球用户提供激光智能装备解决方案的新型高新技术企业,集激光加工设备研发、生产和销售为一体,业务范围覆盖全球150多个国家和地区。

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