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于不同的氣體有不同的壓力閾值，當(dāng)噴嘴壓力超過此值時，氣流為正常斜激波，氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5，因此其閾值Pn=1bar×（1.2）3.5=1.89bar。當(dāng)噴嘴壓力更高Pn/Pa=（1+1/n)1+n/2時（Pn；4bar），氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?，切割壓力Pc下降，氣流速度減低，并在工件表面形成渦流，削弱了氣流去除熔融材料的作用，影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴，其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

為進(jìn)一步提高激光切割速度，可根據(jù)空氣動力學(xué)原理，在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波，設(shè)計(jì)制造一種縮放型噴嘴，即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器，透鏡焦距2.5〃，采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗(yàn)，見圖4。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下，切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時切割速度只能達(dá)到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射，使切割壓力呈周期性的變化。
關(guān)鍵技術(shù)三
高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口，工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm，切割壓力Pc大而穩(wěn)定，是如今工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm，切割壓力Pc也較大，同樣可以取得好的效果，并有利于保護(hù)透鏡，提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠(yuǎn)，與聚焦光束難以匹配而無法采用。
綜上所述，CO2激光器切割技術(shù)正在中國工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越多的應(yīng)用,國外正研究開發(fā)更高切割速度和更厚鋼板的切割技術(shù)與裝置。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對質(zhì)量和生產(chǎn)效率越來越高的要求，必須重視解決各種關(guān)鍵技術(shù)及執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以使這一新技術(shù)在中國獲得更廣泛的應(yīng)用。
切割工藝
汽化切割

在高功率密度激光束的加熱下，材料表面溫度升至沸點(diǎn)溫度的速度是如此之快，足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。一些不能熔化的材料，如木材、碳素材料和某些塑料就是通過這種汽化切割方法切割成形的。
汽化切割過程中，蒸汽隨身帶走熔化質(zhì)點(diǎn)和沖刷碎屑，形成孔洞。汽化過程中，大約40%的材料化作蒸汽消失，而有60%的材料是以熔滴的形式被氣流驅(qū)除的。
熔化切割
當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點(diǎn)處材料內(nèi)部開始蒸發(fā)，形成孔洞。一旦這種小孔形成，它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹走。
氧化熔化

熔化切割一般使用惰性氣體，如果代之以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化熔化切割。具體描述如下：
⑴材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔，而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。
⑵燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時氧氣擴(kuò)散通過熔渣到達(dá)點(diǎn)火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學(xué)反應(yīng)和去除熔渣的速度也越快。當(dāng)然，氧氣流速不是越好，因?yàn)榱魉龠^快會導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質(zhì)量也是不利的。
⑶顯然，氧化熔化切割過程存在著兩個熱源，即能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計(jì)，切割鋼時，氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。
很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。
⑷在擁有兩個熱源的氧化熔化切割過程中，如果氧的燃燒速度高于激光束的移動速度，割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動的速度比氧的燃燒速度快，則所得切縫狹而光滑。
控制斷裂
對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
要注意的是，這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功?？刂茢嗔亚懈钏俣瓤?，不需要太高的功率，否則會引起工件表面熔化，破壞切縫邊緣。其主要控制參數(shù)是激光功率和光斑尺寸大小。
切割程序

1、交點(diǎn)位置的檢出。激光切割前需先根據(jù)材質(zhì)調(diào)整光束焦點(diǎn)在工件上的位置，由于激光束，特別是CO2氣體激光，一般肉眼看不到，可采用楔形丙烯塊檢測出焦點(diǎn)位置，然后調(diào)節(jié)割炬的高度，使焦點(diǎn)處于設(shè)定位置。
2、穿孔操作要點(diǎn)。世紀(jì)切割加工時，有的零件從板材的內(nèi)部開始切割，這就要先在板材上打孔。一種方法是采用連續(xù)激光，在薄板上穿孔，可以用正常的輔助氣體壓力，光束照射0.2~1s就能貫穿工件，然后即可轉(zhuǎn)入切割。當(dāng)工件厚度較大（如板厚為2~4mm）時，采用正常的氣體壓力穿孔，在工件表面上會形成尺寸比較大的溶坑。不但影響切割質(zhì)量，而且熔融物質(zhì)濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時宜適當(dāng)增大輔助氣體的壓力，同事略微增大噴嘴的孔徑與工件的距離。這種方法的缺點(diǎn)是氣體流量增加并使切割速度降低。
3、防止工件銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔。用連續(xù)激光切割帶有銳角零件時，如切割參數(shù)匹配或操作不當(dāng)，在銳角的轉(zhuǎn)折處很容易發(fā)生自燒熔，不能形成轉(zhuǎn)角處的尖角。這不僅使該部位的質(zhì)量變差，而且還會影響隨后的切割。解決這一問題的方法是選擇適宜的切割參數(shù)，而采用脈沖激光切割時不存在銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔問題。
競爭優(yōu)勢
激光切割機(jī)是鈑金加工的一次工藝革命，是鈑金加工中的“加工中央”；激光切割機(jī)柔性化程度高，切割速度快，出產(chǎn)效率高，產(chǎn)品出產(chǎn)周期短，為客戶贏得了廣泛的市場，該技術(shù)的有效生命期長，國外超過2毫米厚度的板材大都采用激光切割機(jī)，很多國外的專家一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時期。

一般來講，建議以12mm以內(nèi)的碳鋼板、10mm以內(nèi)的不銹鋼板等金屬材料切割推薦使用激光切割機(jī)。激光切割機(jī)無切削力，加工無變形：無刀具磨損，材料適應(yīng)性好：無論是簡樸還是復(fù)雜零件，都可以用激光一次精密快速成型切割：其切縫窄，切割質(zhì)量好，自動化程度高，操縱簡便，勞動強(qiáng)度低，沒有污染：可實(shí)現(xiàn)切割自動排樣、套料、進(jìn)步了材料利用率，出產(chǎn)本錢低，經(jīng)濟(jì)效益好。
激光切割機(jī)選購要考慮的因素很多，除了要考慮目前加工工件的尺寸、材質(zhì)、需要切割的厚度以及原材料幅面的大小外，更多的需要考慮未來的發(fā)展方向，比如所做產(chǎn)品的技術(shù)改型后要加工的工件大小、鋼材市場所提供材料的幅面針對自己的產(chǎn)品哪種最省料，上下料時間等等。
市場現(xiàn)狀
我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，雖然是一個初步發(fā)展，但在國際科技帶領(lǐng)下已經(jīng)完成了飛躍的發(fā)展，并且比同等質(zhì)量有一個高階段的突出。以激光切割機(jī)來講，市場的需求高達(dá)千萬，為廣闊的市場添加了新的生機(jī)。自從60年代臺激光設(shè)備的誕生和應(yīng)用開始，我國就有多位專家在激光行業(yè)付出了努力，并達(dá)到了國際一個微小的差值。在激光行業(yè)的發(fā)展同時，激光成套工業(yè)設(shè)備也進(jìn)入了生產(chǎn)的市場，擺脫了長期依靠國外的局面，解決了國內(nèi)激光行業(yè)的尷尬局面。
國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，成為激光市場的高產(chǎn)業(yè)支柱，并且可以達(dá)到每年20%以上的增長速，成為激光市場的一個新起點(diǎn)，根據(jù)專

測，國內(nèi)的激光市場仍處于高速的增長階段，在未來可以在進(jìn)行翻倍的增加，來的擴(kuò)充激光切割設(shè)備的市場，填，將國內(nèi)端激光設(shè)備擺脫受困的狀態(tài)，成為國際上的頂梁柱。目前國內(nèi)的激光產(chǎn)業(yè)主要在深圳、武漢兩地聚集，其中深圳是國內(nèi)的重要銷售市場，并且以多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，先了其他區(qū)域。
購置
單位
一類是大中型制造企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中有大量板材需要下料、切料，并且具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力
加工站
另一類單位是加工站（國外稱Job Shop），加工站是專門對外承接激光加工業(yè)務(wù)的，自身無主導(dǎo)產(chǎn)品。它的存在一方面可滿足一些中小企業(yè)加工的需要；一方面在初期對推廣應(yīng)用激光切割技術(shù)起到宣傳示范的作用。1999年美國全國共有激光加工站2700家，其中51%從事激光切割工作。八十年代中國激光加工站主要從事工作，九十年代后，激光切割及攻站逐步增加。在此基礎(chǔ)上隨著中國大中型的深入和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，越來越多的企業(yè)將采用CO2激光切割技術(shù)。
從目前國內(nèi)應(yīng)用情況分析，CO2激光切割廣泛應(yīng)用于12mm厚的低碳鋼板；6mm厚的不銹鋼板及；20mm厚的非金屬材料。對于三維空間曲線的切割，在汽車、航空工業(yè)中也開始獲得了應(yīng)用。
發(fā)展趨勢

激光切割指采用激光發(fā)射性光束在產(chǎn)品上面打孔，根據(jù)水平移動來對應(yīng)產(chǎn)生的縫隙稱為激光切割，激光可以在多產(chǎn)品材料上面切割，如亞克力、刀模板、布料、皮革等行業(yè)都能運(yùn)用激光進(jìn)行切割，因此激光切割是一種在多行業(yè)切割的新型方案。對于這樣一種新型的切割方法，相對于傳統(tǒng)切割有著什么樣的優(yōu)勢呢，下面光博士帶您分析下。
激光是利用物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生光，這種光帶有強(qiáng)烈的溫度，在接觸材料時候，能夠迅速的在材料表面融化，形成打孔，根據(jù)對位對點(diǎn)的移動形成了切割，因此這樣的一種切割方法相對于傳統(tǒng)的切割方法，縫隙更小，更能夠省去大部分材料，然而根據(jù)切割效果來定義分析，根據(jù)激光進(jìn)行切割的材料，其切割效果能夠滿意，精準(zhǔn)度又高，這是繼承了激光的優(yōu)勢，也是普通切割方式不能夠媲美的。
相對于傳統(tǒng)切割方式中，激光切割更易懂、易學(xué)、在商家需求的加工效果，速度方面都有著的優(yōu)勢，因此相信在未來的切割方式選擇中，將是大眾的需求。
市場模式轉(zhuǎn)變
激光切割加工是指采用激光設(shè)備來給產(chǎn)品進(jìn)行加工，這種模式是針對那種初入激光行業(yè)，并且小型的加工戶，然而這種模式在現(xiàn)今的社會都不提倡了，因?yàn)榧す庠O(shè)備的價格不再是那種高高在上的設(shè)備了，美的技術(shù)發(fā)展，優(yōu)良的加工精細(xì)，使得現(xiàn)今的激光設(shè)備不再是那樣的昂貴，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)備有針對行業(yè)性的，這樣能夠省去了以往那種高貴的大功率設(shè)備加工，現(xiàn)今的小功率設(shè)備也能進(jìn)行加工了，這讓這些想購買的加工不在需要借用他人的設(shè)備進(jìn)行加工了，激光切割加工模式逐漸被取代了，這是必然性。
下面分析下激光切割市場以及加工效果，在激光切割市場，凡事了解一點(diǎn)的都清楚，激光切割能夠加工多行業(yè)，然而需要購買加工多行業(yè)的設(shè)備，價格是不菲的，然而如果購買的是單行業(yè)，如

target="_blank">皮革激光切割機(jī)等，這些針對行業(yè)的設(shè)備，價格就不是那樣昂貴了，這就是未來的市場，在其加工效果方面，單行業(yè)的加工效果，肯定針對單行業(yè)其功能是*，能夠滿足此行業(yè)的要求，這些在這些行業(yè)設(shè)備介紹中，光博士有提到，因此在如果想采用激光切割加工的商戶們，不妨去嘗試著使用激光切割設(shè)備直接自己購買進(jìn)行加工，這樣能夠幫助你實(shí)現(xiàn)以及解決很多的問題！
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