氣體在激光切割機中的影響有哪些？-光束激光

氣體在激光切割機中的影響有哪些？

激光切割機是將從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。

　　不同輔助氣體對激光切割機質(zhì)量的影響

　　首先，我們來(lái)了解一下激光切割的過(guò)程：發(fā)振器產(chǎn)生的激光通過(guò)透鏡后，被匯聚于一點(diǎn)形成極小的光斑，通過(guò)精確控制透鏡與板材的距離，保證激光光斑穩定在材料厚度方向上的某一位置，此時(shí)由于透鏡的匯聚作用，光斑處聚集了功率密度非常大的激光能量，功率密度通常能達到106～109W/cm2，材料吸收光斑能量后瞬間熔化，通過(guò)使用輔助氣體將熔化的液體吹離材料完成切斷加工。

　　在整個(gè)切割過(guò)程中，輔助氣體的主要作用是形成驅動(dòng)力，將熔化金屬液體從材料本身去除，這個(gè)過(guò)程中不同種類(lèi)的氣體對于材料和斷面的影響是不同的：

　　01、氧氣作為輔助氣體時(shí)

　　在吹離熔化金屬液體的同時(shí)，還會(huì )發(fā)生氧化反應促進(jìn)金屬吸熱熔化，從而實(shí)現更厚材料的熔化，這一過(guò)程會(huì )明顯提高激光的加工能力。但同時(shí)也是由于氧氣的存在，會(huì )使材料的切斷面發(fā)生明顯氧化，而且對切斷面周?chē)牧袭a(chǎn)生淬火效應，提高了這部分材料的硬度，對后續加工造成一定影響。

　02、氮氣作為輔助氣體時(shí)

　　會(huì )在熔化金屬液體周?chē)纬杀Ｗo氛圍，防止材料被氧化，從而保證切斷面品質(zhì)。但同時(shí)由于氮氣沒(méi)有氧化能力無(wú)法增強熱量傳遞，就不會(huì )像氧氣那樣幫助提高切割能力。另外由于氮氣作為輔助氣體時(shí)，氮氣消耗量很大，造成切割成本比使用其他氣體時(shí)有所升高。

03、空氣的構成氣體中

　　氮氣約占78%，氧氣約占21%，在使用空氣作為輔助氣體切割時(shí)，由于氧氣的存在使得切割斷面必然要發(fā)生氧化反應，但同時(shí)由于大量氮氣的存在，氧氣帶來(lái)的氧化反應又不足以增強熱量傳遞，切割能力不會(huì )提高，因此可以將空氣切割效果理解為介乎于氮氣切割和氧氣切割之間，而好處是空氣切割的成本非常低，所有成本就是空壓機為提供空氣而造成的電力消耗，以及空氣管路中濾芯的消耗。