在激光切割行業(yè),如何降低成本是很多用戶最關心的問題。隨著光纖激光器在厚板切割過程中的進步,傳統(tǒng)的二氧化碳激光器幾乎沒有優(yōu)勢。目前,光纖激光器已經占據了激光切割行業(yè)的絕大部分市場。重要的原因是成本,采用空氣作為輔助氣割無疑會進一步增加成本優(yōu)勢。只有充分了解它的優(yōu)缺點,才能充分發(fā)揮它的優(yōu)勢,為廣大用戶降低成本。
目前常用的激光氣主要有氧氣、氮氣和空氣三種,常用的切割氣體有氧氣和氮氣。
氧氣主要用于碳鋼切割和厚不銹鋼板、鋁板的穿孔。主要與切削金屬發(fā)生反應,放出大量氧化熱。此外,一定壓力的氣體會吹走氧化物和熔渣,在金屬上形成切口。由于切割過程中的氧化反應會產生大量熱量,因此切割不需要太高的功率。缺點是薄板切割速度慢,切割尖角時容易受傷。
氮氣主要用于切割不銹鋼板和鋁板。如果激光功率足夠大,用氮氣會大大提高薄碳鋼板的切割速度。在切割過程中的作用是防止氧化反應,利用它的高壓吹走熔體,這樣就可以得到比較亮的斷面效果,當然尖角的效果也會更好。缺點是氣體成本高,厚板切割速度慢。
空氣本身存在于空氣中。只需要一臺空壓機,將其壓縮到儲氣罐,過濾、冷卻、干燥后就可以使用了。主要成本是電力和設備維護成本。主要成分是大約80%的氮氣和20%的氧氣的混合物,所以激光氣在一定程度上可以彌補氧氣和氮氣的不足。根據我們目前的實驗,以一臺3000w的光纖激光切割機為例,只需要空壓機出口的空氣壓力達到1.2Mpa,就可以實現2mm以下碳鋼、10mm以下不銹鋼的高質量切割,以及5mm以下的鋁板。傳統(tǒng)的二氧化碳激光器也可以用空氣切割,但是光斑特性影響切割質量,切割質量不好。由于能量密度更高,熱影響面積更小,用激光氣切割可以達到意想不到的效果。
激光切割是將發(fā)出的激光氣通過光路系統(tǒng)聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射在工件表面,使工件達到熔點或沸點,同時與光束同軸的高壓氣體將熔融或汽化的金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動,使材料形成狹縫,從而達到切割的目的。