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                      氣體知識

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                      激光切割為何要用輔助氣體

                      2017-1-3 11:09:31

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                        激光束經過聚焦后形成0.1~0.2mm的焦點,使得焦點處的功率密度達到10七次方W/cm2以上。激光能量將板材材料瞬間加熱至氣體溫度,部分材料氣化后作為蒸汽逸去,部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走,形成孔洞。隨著光束與材料的相對移動,使孔洞連續形成寬度很窄(0.12~0.5mm)切縫。切縫過程中,于聚焦后的焦點處同時施加輔助氣體,可以幫助吹走割縫內的熔渣,切割碳鋼板式采用氧氣作為輔助氣體還可以與熔融金屬產生放熱化學氧化過程,加快切割速度,提高切割質量。在切割不銹鋼板、鋁板、鈦合金板等材質是采用高壓氮氣(1.2~2.0MPa)作為輔助氣體,在切割過程中把熔融金屬吹出。切割木材、有機玻璃、塑料、陶瓷、石英玻璃等非金屬板材是一般吹以空氣作為輔助氣體,主要用于吹除切割過程中產生的粉塵顆粒等。輔助氣體還可以冷卻卻聚焦鏡片,防止切割煙塵進入切割頭內污染鏡片并導致鏡片過熱損壞。
                        大多數有機和無機材料都可以用激光切割機,在工業制造系統中常用的各種金屬材料,不管它具有什么樣的硬度,幾乎都可以切割。銅、鋁及其合金板材,由于對激光波長額反射率較高,同時又是高導熱材料,因此激光切割較為困難,一般情況下可以采用脈沖方式進行加工。目前,激光切割20mm以下的鋼板可以達到優質切割,切割20mm以上的鋼板會出現斷面不垂直的加工表面現象,同時斷面粗糙度會大大下降。
                         采用輔助氣體的作用是:
                          1.吹走殘余廢渣
                          2.保護鏡片
                          3.與材料產生反應,增加切割速度。
                        輔助氣體的純度和壓力直線影響切割板材斷面質量,切割碳鋼用的氧氣純度應在99.6%以上,當切割用氧氣純度越高,切割碳鋼板斷面的粗糙度以及質量也越高,當然切割成本也隨之提高。切割不銹鋼板時氮氣純度應在99.5%以上,提高氮氣純度可以保證在切割不銹鋼板的過程中切縫不改變顏色。在切割非金屬板材時,應保證壓縮空氣中不含水分有油,避免污染鏡片,降低鏡片的使用壽命。
                      如何選擇激光切割機的輔助氣體
                       
                      激光切割機可以使用的輔助氣體主要有氧氣、氮氣、空氣以及氬氣這幾種,下面我們針對不同的輔助氣體,給大家介紹一下其用途和特點,僅供大家參考使用。
                       
                      1、空氣
                       空氣可由空氣壓縮機直接提供,所以與其他氣體相比價格非常便宜。雖然空氣中大約含有20%的氧氣,但是切割效率遠不及氧氣,切割能力與氮氣相近。切割面會出現微量氧化膜,但可作為防止涂膜層脫落的一項措施。切口端面發黃。
                       主要適用的材料有鋁,鋁合金,不銹銅,黃銅,電鍍鋼板,非金屬等等。
                       
                      2、氮氣
                       一些金屬在切割的時候采用氧氣會在切割面上形成氧化膜,采用氮氣就可以進行防止氧化膜出現的無氧化切割。無氧化切割面具有可以直接進行熔接、涂抹,耐腐蝕性強等特點。切口端面發白。
                       主要適用的板材有不銹鋼,電鍍鋼板,黃銅,鋁,鋁合金等。
                       
                      3、氧氣
                       主要用于激光切割機切割碳鋼。利用氧氣反應熱大幅面提高切割效率的同時,產生的氧化膜會提高反射材料的光束光譜吸收因數。切口端面發黑或者暗黃色。
                       主要適用壓延鋼材,溶接構造用壓延鋼材,機械構造用碳鋼,高張力版,工具板,不銹鋼,電鍍鋼板,銅,銅合金等。
                       
                      4、氬氣
                       氬氣為惰性氣體,在激光切割機切割中用于防止氧化和氮化,在熔接中也使用,與其他加工氣體相比,價格粳稻,相應增加成本。切口端面發白。
                       主要適用的材料是鈦,鈦合金等。
                       
                       
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