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    激光切割机辅助气体比较
    【 来源:原创 】 【 发布时间:2016-12-20 】 【 字体:
    激光切割机基本上可以用三种气体进行切割,氮气、氧气、空气,根据加工材料以及加工要求不同所使用的辅助气体也不一样,今天小编就谈谈不同辅助气体切割出来的质量有什么区别。
    氮气和氧气条件下切缝宽度比较
    在切割参数相同的情况下,辅助气体为氧气时的切缝宽度要大于氮气时的切缝宽度。这是因为有氧切割时,材料与氧气之间会发生氧化反应,氧化反应放出的热量占切割能量的70%左右,材料吸收的能量更大,熔化量更大,切缝宽度更大。
    氮气和氧气条件下表面粗糙度比较
    通过表面粗糙度测量仪分别测量了氮气和氧气条件下切割工艺参数最佳时切缝表面的粗糙度,如表3-25 所示,辅助气体为N2时切割参数为激光功率1000W、切割速度4.5m/min、喷嘴离工件表面距离0.5mm、气体压力12 kgN/cm2;辅助气体为O2时切割参数为激光功率500W、切割速度3m/min、喷嘴离工件表面距离0.5mm、气体压力7 kgN/cm2。
    辅助气体采用N2时比采用O2时可获得更小的切缝表面粗糙度。这是因为在有氧切割时,材料与氧气之间发生氧化反应,材料中的合金元素和氧反应生成化合物,其组织结构与母材不同容易在切缝表面造成凹凸不平,由于氧化反应速度很快,当切割速度滞后于氧化反应速度时容易在切缝表面形成切割条纹,因此有氧切割时表面粗糙度较大。
    氮气和氧气条件下表面挂渣比较
    通过比较有氧切割和无氧切割时切缝表面挂渣厚度可知,有氧切割时比无氧切割时挂渣厚度更小。这与其他文献得出的结果相反,在一般有氧切割中,材料中的合金元素会与氧发生反应而生成化合物,这种化合物流动性差、粘附度较大,往往更容易在切缝表面形成挂渣。而本文实验中产生反常的原因在于氧
    气切割时辅助气体的压力足够大,其他文献中氧气切割低碳钢压力仅为2~4kgN/cm2,本文实验中氧气压力约为7 kgN/cm2,此时氧气的除渣能力很强,切割过程中的熔融物很少能粘附在材料表面,表面挂渣很小,同时有氧切割时材料与氧气发生反应生成其他化合物,熔融物成分与无氧切割时熔融物成分不同,这些原因导致本实验中有氧切割时挂渣厚度反而更小一些。
    氮气和氧气条件下切割条纹比较
    通过体视显微镜和照相机拍出氮气和氧气条件下的切割条纹宏观形貌,图3-24
    为辅助气体为N2 时切缝侧面宏观形貌,工艺参数为激光功率1000W、切割速度
    2.5m/min、喷嘴离工件表面距离0.5mm、气体压力12 kgN/cm2;图3-25为辅助气体为O2时切缝侧面宏观形貌,工艺参数为激光功率500W、切割速度1.5m/min、喷嘴离工件表面距离0.5mm、气体压力7 kgN/cm2。
    氮气切割时,切缝表面看不见明显的切割条纹,表面条纹不连贯,且表面凹凸不平,不够光滑,切边还有挂渣产生;由图3-25 可看出,氧气切割时,可以看到明星的切割条纹,条纹间距较粗,深度较浅,切缝表面较平整。切缝表面的条纹与表面粗糙度有着紧密联系,从前节中两种辅助气体下表面粗糙度的比较可知,条纹间距与表面粗糙度是有一定的正比关系的,在无氧切割时,切割表面粗糙度小,条纹细密,看不见明显的切割条纹;有氧切割时,由于材料与氧气发生氧化反应,且氧化反应速度远远大于切割速度,切割条纹较明显,条纹间距较大。
    综上所述在氧气和氮气条件下激光切割低碳钢的切缝质量对比可知,使用氮切割低碳钢可获得更好的切割质量,其切缝宽度小、表面粗糙度较小、切缝表面没有明显切割条纹;而使用氧气切割低碳钢时,切缝表面有明显切割条纹,切缝宽度较大,但也能获得无挂渣的切缝。虽然氮气切割质量好,但其价格昂贵,其所需激光功率较大,切割成本高,在切割低碳钢时可以考虑用氧气代替氮气切割。
     
    添加时间:2016-12-20  浏览次数:1012
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