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氮气、空气辅助气体与切割的关系

浏览次数: 日期:2015-07-13
氮气、空气辅助气体与切割的关系
 
现象
 
用氮气或空气进行切割时,辅助气体的作用就是把因激光束照射而熔化的金属从切缝的上部推向下部,进而从加工部的背面排出,防止在背面挂渣。
 
要想充分发挥辅助气体的喷射作用,就需要切缝内能保持足够的辅助气体压力。如图5所示为分别对板厚为3mm、4mm、5mm、6mm的金属材料以空气作为辅助气体进行切割时,辅助气体压力与最大毛刺的关系。任何板厚都显示为辅助气体的压力越高毛刺的高度越小。
 
原理
 
我们将从喷嘴喷出后的辅助气体压力能保持在与喷嘴内压力同等程度的范围称之为潜在核。潜在核的特性直接影响上述挂渣情况。潜在核从喷嘴的前端起,其可以保持的距离与喷嘴的直径成正比,喷嘴直径越大,潜在核可维持的距离就会越长。不难想象,板材越厚所需要的喷嘴直径就会越大。但是,随着直径的加大,辅助气体的消耗量也会增加,选择时需要根据加工材料的厚度,在板厚的毛刺容许量范围内选择最小的喷嘴直径。
 
要使辅助气体的压力能从切缝的上部保持到下部,还需要对切缝形状进行优化。切缝的形状决定于照射到加工材料的光束特性。在5mm厚金属材料的切割中,当焦点位置在板厚的内部进行变化时,切缝形状及切割面形貌也随之变化的状况。负调整量越大,上部切缝就越宽,坡度也就越大。在该实验中,焦点位置设在差不多是板厚底部的位置上时得到了良好的加工质量。需要注意的是,焦点位置的最优值将会根据光束的聚光特性而有所差异。
 
 
 

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