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氮?dú)?/span>控制聚焦鏡(通常是金屬反射聚焦系統(tǒng))的水壓,如果聚焦前的光束尺寸變小并且焦點(diǎn)直徑變大,則自動(dòng)控制水壓以改變焦點(diǎn)曲率以使焦點(diǎn)直徑變小。 在飛行光路切割機(jī)上增加x和y方向補(bǔ)償光路系統(tǒng)。也就是說,當(dāng)增加了在切割的遠(yuǎn)端處的光路時(shí),補(bǔ)償光路會縮短;反之,當(dāng)減少在切口的近端處的光路時(shí),增加補(bǔ)償光路以保持光路長度恒定。
1、切割和打孔技術(shù):
除了少數(shù)情況下,可以從板的邊緣開始的任何一種熱切割技術(shù),通常都要在板上鉆一個(gè)小孔。早先在激光沖壓復(fù)合機(jī)上,使用沖頭打孔,然后使用激光從小孔開始切割。沒有打孔裝置的激光切割機(jī)有兩種基本的打孔方法:
(1)爆破鉆孔:(爆破鉆孔)
用連續(xù)激光照射該材料以在中心形成凹坑,然后通過與激光束同軸的氧氣流將熔融的材料快速去除以形成孔。通常,孔的大小與板的厚度有關(guān)。噴砂孔的平均直徑為板厚的一半。因此,較厚的板的噴砂孔較大而不圓形。它不適用于要求較高的零件(例如油篩管),只能在廢料上使用。另外,由于用于穿孔的氧氣壓力與用于切割的氧氣壓力相同,因此飛濺較大。
(2)脈沖鉆孔:(脈沖鉆孔)
使用高峰值功率脈沖激光熔化或蒸發(fā)少量材料??諝饣虻?dú)馔ǔ1挥米鬏o助氣體,以減少由于放熱氧化而引起的空穴膨脹。切割期間的氣壓低于氧氣壓力。每個(gè)脈沖激光只會產(chǎn)生逐漸穿透更深的小顆粒射流,因此需要花費(fèi)幾秒鐘才能對厚板打孔。穿孔完成后,立即將輔助氣體更改為氧氣進(jìn)行切割。這樣,射孔直徑更小,且射孔質(zhì)量優(yōu)于爆破射孔。因此,所使用的激光器不僅應(yīng)具有更高的輸出功率,而且還應(yīng)具有更高的輸出功率。光束的時(shí)間和空間特性更為重要,因此普通的錯(cuò)流式CO2激光器無法滿足激光切割的要求。另外,脈沖射孔需要更可靠的氣路控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)氣體類型,氣壓和射孔時(shí)間控制的切換。
在脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質(zhì)量的切割,應(yīng)注意從工件靜止時(shí)的脈沖穿孔到以恒定速度連續(xù)切割工件的過渡技術(shù)。理論上,通??梢愿募铀俨糠值那懈顥l件,例如焦距,噴嘴位置,氣壓等,但實(shí)際上,由于時(shí)間太短,不太可能更改上述條件。在工業(yè)生產(chǎn)中,主要采用改變激光器平均功率的方法更為現(xiàn)實(shí)。有三種特定方法:
(1)改變脈沖寬度; (2)改變脈沖頻率; (3)同時(shí)更改脈沖寬度和頻率。實(shí)際結(jié)果表明(3)效果好。
2、噴嘴設(shè)計(jì)和氣流控制技術(shù):
在對鋼進(jìn)行激光切割時(shí),氧氣和聚焦的激光束會通過噴嘴射向要切割的材料,從而形成氣流??諝饬鲃?dòng)的基本要求是,進(jìn)入切口的空氣流量應(yīng)大且速度要高,以使足夠的氧化作用使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)。同時(shí),有足夠的動(dòng)量將熔融材料噴出。因此,除了光束的質(zhì)量及其直接影響切割質(zhì)量的控制之外,噴嘴的設(shè)計(jì)和氣流的控制(例如噴嘴壓力,氣流中工件的位置等)也同樣是非常重要的因素。
目前,用于激光切割的噴嘴采用簡單的結(jié)構(gòu),即,在端部具有小圓孔的錐形孔。通常采用實(shí)驗(yàn)和錯(cuò)誤方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于噴嘴通常由紅銅制成,因此尺寸小并且是易損部件,需要經(jīng)常更換,因此不會進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算和分析。使用時(shí),從噴嘴側(cè)面引入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱為噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)過一定距離后到達(dá)工件表面。壓力稱為切割壓力Pc,氣體膨脹到大氣壓Pa。研究表明,隨著Pn的增加,空氣流量也隨之增加??梢酝ㄟ^以下公式計(jì)算:
V = 8.2d2(Pg + 1)
V氣流量L / mind-噴嘴直徑mmPg-噴嘴壓力(表壓)bar
不同的氣體有不同的壓力閾值。當(dāng)噴嘴壓力超過該值時(shí),氣流是正常的傾斜沖擊波,并且氣流速度從亞音速過渡到超音速。該閾值與兩個(gè)因素有關(guān):Pn,Pa比和氣體分子的自由度(n):例如,對于氧氣和空氣,n = 5,因此閾值Pn = 1bar×(1.2)3.5 = 1.89bar。當(dāng)噴嘴壓力較高Pn / Pa =(1 + 1 / n)1 + n / 2(Pn> 4bar)時(shí),正常氣流沖擊波密封變?yōu)檎龥_擊波,切割壓力Pc降低,氣流速度降低,并且在工件表面上形成渦流,這削弱了氣流去除熔融材料的效果并影響切削速度。因此,使用在末端具有錐形孔和小圓形孔的噴嘴,并且氧氣噴嘴壓力通常低于3bar。
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