厚钢板激光切割难点及解决方法

2019-11-16

厚钢板切割的难点及解决方法

cnc切割机切割10毫米以下的钢板没有问题。但是，如果要切割较厚的钢板，往往需要辅助5kW以上的大功率激光器，切割质量也明显下降。由于大功率激光器件成本高，输出的激光模式也不利于cnc切割，所以传统的cnc切割方式在切割厚板时没有优势。

厚钢板cnc切割的难点及解决方法

金属的存在存在以下技术难点 激光切割 厚板切割机：

1、准稳态燃烧过程难以维持。

在实际切割过程中 金属激光切割 机，可切割板的厚度有限，这与切割前铁无法稳定燃烧密切相关。燃烧过程必须连续进行，狭缝顶部的温度必须达到着火点。仅由亚铁氧化反应释放的能量实际上并不能保证燃烧过程的继续。

一方面，由于狭缝被喷嘴的氧气流不断冷却，降低了切割前沿的温度；另一方面，燃烧形成的氧化亚铁层覆盖了工件表面，阻碍了切割。氧气的扩散，并降低氧气的浓度。

到一定程度，燃烧过程就会熄灭。使用传统的会聚光束进行激光切割时，激光束作用在表面上的面积很小。由于激光功率密度高，工件的表面温度不仅在激光辐射区域达到点火点，而且由于热传导。该区域达到着火温度。

工件表面的氧气流直径大于激光束的直径。这表明不仅在激光照射区域发生了强烈的燃烧反应，而且在激光束照射的光斑周围也同时发生了燃烧。

切割板坯时，切割速度相当慢，而且比切割头更快地烧毁工件表面。燃烧一段时间后，燃烧过程因氧气浓度降低而熄灭。只有当切割头移动到这个位置时，燃烧反应才会重新开始。

切割前沿的燃烧过程是周期性进行的，导致切割前沿温度波动大，切割质量差。

2、难以在厚度方向保持恒定的氧气纯度和压力。

金属激光切割机切割厚板时，氧气纯度的降低也是影响切口质量的重要因素。氧气流的纯度对切割过程有很大的影响。当氧气流纯度降低0.9%时，铁氧体燃烧率降低10%；当纯度降低5%时，燃烧率将降低37%。

燃烧速度的降低会大大减少燃烧过程中输入狭缝的能量，降低切割速度，增加切割面液层中铁的含量，从而增加渣的粘度，导致排渣困难。下部会出现严重的夹渣，使切口质量无法接受。为了保持切割稳定，要求在厚度方向切割的氧气流的纯度和压力基本保持恒定。在常规的激光切割工艺中，常使用普通的锥形喷嘴，可以满足薄板切割的使用要求。

但是，在切割厚板时，随着供给压力的增加，在喷嘴的流场中容易形成冲击波。冲击波对切割过程有很多危害，降低氧气流的纯度，影响切口质量。