激光切割加工小孔变形情况的分析

时间：2020-01-05

氧化熔化切割材料在激光束的照射下在氧气中被点燃，与氧气发生激烈的化学反应，这种反应是放热的反应，进一步释放热量，在热量作用下，不锈钢上形成小孔，小孔被熔融的金属包围，不锈钢内部是充满蒸汽的小孔，氧气的氧气流吹走熔渣，氧气流速越高，燃烧化学反应越剧烈，去除熔渣的速度也越快，但是氧气流速也应控制，不宜过快，若切缝口快速冷却对切割质量不利。当然，氧气流速不是越高越好，因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却，这对切割质量也是不利的。氧化熔化切割过程激光照射产热，氧化反应也产热，因此使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。

切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析解决切割加工小孔径变形常用的处理方式是根据激光切割机的功率大小选择不同的切割方法。对于大功率激光切割机，在加工程序中应将脉冲穿孔的软穿刺方式改为爆破穿孔的普通穿刺方式，即采用爆破穿孔方式保证空洞表面光洁、无毛刺、变形小。对于较小功率的激光切割机在小孔加工为保证表面光洁度，应采取脉冲穿孔的方式。

激光切割技术切割不锈钢，可以大大降低加工成本，虽然激光设备一次性投资大，但是后续工艺成本被降低，综合来说，采用激光切割还是可取的。激光切割不锈钢工艺可以用到多种产品的加工，如切割不同图案的工艺品，不锈钢字，汽车制造等领域，加工时间减少，工件质量较高。通过分析激光切割加工过程中材料状态和能量平衡的变化，将其分为三个相互联系的阶段，针对每个阶段根据实验数据建立不同的能量平衡表达式和温度场表达式，并对切割过程中的温度场变化进行了动态模拟，可以预测工艺参数改变引起的后果，从而优化加工工艺参数。激光切割因切割速度快，加工精度高，切口宽度窄，适用范围广，而成为应用较广泛的激光加工技术。尤其是CO₂激光器，其切割加工应用所占的比例达到80%。

激光切割加工的过程复杂，影响因素很多。如果加工工艺参数选择不当，其切割质量会受到很大影响。因此分析激光切割加工过程中各阶段的能量变化，研究参数作用规律，建立理论模型，对优化加工工艺参数，减少实验费用和时间，提高加工质量具有重要的意义。关于激光切割加工，国内外许多学者都做过研究，他们的研究工作主要有两类：一类是根据实验数据和结果，分析加工的机理，解释切割过程中的各种能量和状态的变化。另一类是根据能量平衡方程和热传导公式，建立激光切割物理过程的理论模型叫。由于在建立理论模型时通常对实际加工状况进行了简化，而且切割过程中影响因素又相互作用、还经常变化，因此所建立的模型与实验结果必然有一定的差距

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