激光切割機對于10mm厚以下鋼板的切割已不成問(wèn)題。但如果要切割更厚的鋼板， 往往要求助于輸出功率超過(guò)5kW的高功率激光器， 而且切割質(zhì)量也明顯下降。由于高功率激光器設備成本昂貴， 其輸出的激光模式也不利于激光切割， 所以傳統激光切割方法在切割厚板時(shí)，不具備優(yōu)勢。金屬切割厚板的存在以下技術(shù)難點(diǎn)：

1、準穩態(tài)燃燒過(guò)程維持比較困難

金屬激光切割機實(shí)際切割過(guò)程中，能切透的板厚是有限的，這與切割前沿鐵不能穩定燃燒密切相關(guān)。燃燒過(guò)程要能持續進(jìn)行，切縫頂部的溫度必須達到燃點(diǎn)。單獨靠鐵氧燃燒反應釋放的能量，實(shí)際上不能確保燃燒過(guò)程持續進(jìn)行。

一方面，是由于切縫被噴嘴噴出的氧流連續冷卻，降低了切割前沿的溫度；

另一方面，燃燒形成的氧化亞鐵層覆蓋在工件表面，阻礙氧的擴散，當氧的濃度降低到一定程度時(shí)，燃燒過(guò)程將會(huì )熄滅。

采用傳統會(huì )聚性光束進(jìn)行激光切割時(shí)，激光束作用于表面的區域很小，由于激光功率密度很高，所以不僅僅在激光輻射的區域，工件表面溫度達到了燃點(diǎn)，而且由于熱傳導，一個(gè)更寬的區域達到了燃點(diǎn)溫度。而氧流作用于工件表面的直徑要比激光束直徑要大。這表明不僅在激光輻射區域， 要發(fā)生強烈地燃燒反應，而且在激光束照射的光斑外圍也要同時(shí)發(fā)生燃燒。

厚板切割時(shí)，切割速度相當慢，工件表面鐵氧燃燒的速度要比切割頭行進(jìn)的速度快。燃燒持續一段時(shí)間后，由于氧的濃度下降，而導致燃燒過(guò)程熄滅。只有當切割頭行進(jìn)到該位置時(shí)，燃燒反應又重新開(kāi)始。切割前沿的燃燒過(guò)程是周期性地進(jìn)行，這樣就會(huì )導致切割前沿的溫度波動(dòng)，切口質(zhì)量變差。

2、板厚方向氧純度和壓力難以維持恒定

金屬激光切割機厚板切割時(shí)，氧純度下降也是影響切口質(zhì)量的重要因素。

氧流的純度對切割過(guò)程有強烈影響。當氧流純度下降0. 9%，鐵氧燃燒率將下降10%；純度下降5%時(shí)，燃燒率將下降37%。燃燒率下降將大大減少了燃燒過(guò)程輸入到切縫中的能量，降低了切割速度，同時(shí)切割面液態(tài)層中鐵的含量增加，從而增大到熔渣的粘性，導致熔渣排出困難，這樣在切口下部就會(huì )出現嚴重的掛渣，使切口質(zhì)量變得難以接受。

為了保持切割穩定進(jìn)行，要求在板厚方向切割氧流的純度及壓力要基本保持恒定。傳統激光切割工藝中，常常使用普通錐形噴嘴，這種噴嘴在薄板切割中能滿(mǎn)足使用要求。但在切割厚板時(shí)，隨著(zhù)供氣壓力增大，噴嘴的流場(chǎng)中容易形成激波，激波對切割過(guò)程有許多危害，降低氧流的純度，影響切口質(zhì)量。

解決這個(gè)問(wèn)題一般有三種辦法：

（1）在切割氧流周?chē)砑宇A熱火焰。

（2）在切割氧流周?chē)砑虞o助氧流。

（3）合理設計噴嘴內壁， 改善氣流流場(chǎng)特征

本文由小編Sarah撰寫(xiě)，詳情請登錄官網(wǎng)http://flaxi.cn/