激光加氣體
Ⅰ 激光切割為什麼要用氣體
激光熔化切割時用到氣體的原因如下:
激光熔化切割時,用激光加熱使金屬材料熔化,然後通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。激光熔化切割主要用於一些不易氧化的材料或活性金屬的切割,如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。
利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至汽化溫度,蒸發形成孔洞,隨著光束對材料的移動,孔洞連續形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫,完成對材料的切割。
激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達到很高的功率密度。這時光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分,材料很快加熱至汽化程度,蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小,基本沒有工件變形。
切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片並導致鏡片過熱。
Ⅱ 激光切割可以用哪些輔助氣體
切削過程中正確的調節輔助氣體壓力大小,對切削結果也有很大的影響。輔助氣體必須有足夠的壓力以完全透明切割廢渣,一般在切割厚的工件氣壓降低一點,堅持工件殘留會破壞刀刃。相反,過量空氣會導致反應(尤指氧氣作為輔助氣體金屬切割),無論怎麼會造成浪費。 增加氣體壓力可提高切割速度,但達到最大值,繼續增加氣體的壓力,反而會引起切削速度下降。在高壓輔助氣體壓力下,切削速度降低的原因除了可以歸因於高速度氣流的影響和作用區的冷卻效果,但也可能出現在氣體流間歇沖擊波對激光冷卻的干擾。空氣中存在不均勻的溫度和壓力,使氣流密度的變化。這導致了密度梯度折射率的變化,從而干擾光束的能量集中,導致聚焦光束發散。這種干擾會影響熔化效率,有時會改變模式的結構,使切割質量下降,如果光束發散太。現場太大,甚至導致不能有效地進行切割的嚴重後果。 為了避免高速氣流對切削性能的不良反應,可以假設改變流總壓,氣體壓力分布的這種變化,使熔化過程發生在中心的一個低壓區;和周邊地區的高壓力可提高到足夠的動量(動量),以確保更有效的去除渣。由於高壓力區的間歇性不光速度干擾,提高熔化效率。 以上是正確調節激光切割機的輔助氣體對激光切割的影響因素,調好了有利於切割質量和速度的提升,相反則不利於切割。
Ⅲ 往激光器里充入什麼氣體可以使它的威力更大
D.輸出功率大,下面是參考
惰性原子氣體激光器(inert gas laser)
以惰性原子氣體為激光工作物質的氣體激光器。包括氦氖激光器、氙激光器等。氦氖(H-Ne)激光器誕生於1962年,屬四能級系統,工作氣體是氦氣和氖氣。其中氖原子產生激光,氦原子把它的激發能共振轉移給氖原子,用以提高泵浦效率。氦氖激光器輸出功率不大,一般為幾毫瓦到幾十毫瓦,與放電管長度和直徑、充氣氣壓、氦氖混合比、放電電流、輸出鏡透射率等因素有關。普通氦氖激光器輸出波長為632.8nm的紅色激光,採取一定措施後,可以得到綠色(543.5nm)、黃色(594nm)、紅外(1.15nm和3.39nm)激光。氦氖激光器具有光束質量好、方向性好、單色性好、穩定性好(包括頻率穩定性)、結構簡單、使用方便、成本低、壽命長等優點,是應用最廣泛的激光器之一。氙(Xe)激光器的工作氣體是氙氣,輸出激光波長為3.507μm和2.026μm,用高頻電激勵時,峰值功率可達109瓦級。
Ⅳ 激光能帶氣體運動嗎
激光當然能帶氣體運動。
激光氣體的特性:
1.氦氣是一種惰性工業氣體,具有高導熱性,在金屬如鋁、不銹鋼、銅及一些鎂合金的焊接過程中,需要提高熱量輸入時,可以保護焊接熔池並防止氧化。
2.氬氣用於建立一種惰性氣體屏蔽,通常與其它工業氣體混合使用如二氧化碳、氧氣、氫氣及氮氣,可強化氣體保護金屬弧焊的電弧穩定性和特性,此外還是鎢極電弧焊(GTAW)工藝的主要保護氣體。
3、高純二氧化碳氣體常與氬氣混合形成一種保護氣體,在電弧焊(GTAW)過程中防止熔融金屬受到空氣污染。
4.氧氣可用作等離子切割氣體以及激光切割輔助氣體,還可少量添加用作保護氣體,用於碳及不銹鋼焊接。
5.氫氣是所有氣體中最輕的一種。用於提高等離子焊接及切割作業,由於氫氣可以減少氧化物,通常與氬氣混合用於不銹鋼焊接。
Ⅳ 激光切割需要哪些氣體
激光切割機可以使用的輔助氣體主要有氧氣、氮氣、空氣以及氬氣這幾種。
1、空氣
空氣可由空氣壓縮機直接提供,所以與其他氣體相比價格非常便宜。雖然空氣中大約含有20%的氧氣,但是切割效率遠不及氧氣,切割能力與氮氣相近。切割面會出現微量氧化膜,但可作為防止塗膜層脫落的一項措施。切口端面發黃。
主要適用的材料有鋁,鋁合金,不銹銅,黃銅,電鍍鋼板,非金屬等等。
2、氮氣
一些金屬在切割的時候採用氧氣會在切割面上形成氧化膜,採用氮氣就可以進行防止氧化膜出現的無氧化切割。無氧化切割面具有可以直接進行熔接、塗抹,耐腐蝕性強等特點。切口端面發白。
主要適用的板材有不銹鋼,電鍍鋼板,黃銅,鋁,鋁合金等。
3、氧氣
主要用於激光切割機切割碳鋼。利用氧氣反應熱大幅面提高切割效率的同時,產生的氧化膜會提高反射材料的光束光譜吸收因數。切口端面發黑或者暗黃色。
主要適用壓延鋼材,溶接構造用壓延鋼材,機械構造用碳鋼,高張力版,工具板,不銹鋼,電鍍鋼板,銅,銅合金等。
4、氬氣
氬氣為惰性氣體,在激光切割機切割中用於防止氧化和氮化,在熔接中也使用,與其他加工氣體相比,價格粳稻,相應增加成本。切口端面發白。
主要適用的材料是鈦,鈦合金等。
激光切割的原理
激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,同時藉助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質,從而實現將工件割開。
分類:
激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。
1)激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加熱工件,使溫度迅速上升,在非常短的時間內達到材料的沸點,材料開始汽化,形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大,在蒸氣噴出的同時,在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用於極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
2)激光熔化切割
激光熔化切割時,用激光加熱使金屬材料熔化,然後通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用於一些不易氧化的材料或活性金屬的切割,如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。
3)激光氧氣切割
激光氧氣切割原理類似於氧乙炔切割。它是用激光作為預熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發生氧化反應,放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出,在金屬中形成切口。由於切割過程中的氧化反應產生了大量的熱,所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度遠遠大於激光汽化切割和熔化切割。
激光氧氣切割主要用於碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。
4)激光劃片與控制斷裂
激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發出一條小槽,然後施加一定的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。
控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產生局部熱應力,使材料沿小槽斷開。
特點:
激光切割與其他熱切割方法相比較,總的特點是切割速度快、質量高。具體概括為如下幾個方面:
1)切割質量好
由於激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能夠獲得較好的切割質量。
① 激光切割切口細窄,切縫兩邊平行並且與表面垂直,切割零件的尺寸精度可達±0.05mm。
② 切割表面光潔美觀,表面粗糙度只有幾十微米,甚至激光切割可以作為最後一道工序,無需機械加工,零部件可直接使用。
③ 材料經過激光切割後,熱影響區寬度很小,切縫附近材料的性能也幾乎不受影響,並且工件變形小,切割精度高,切縫的幾何形狀好,切縫橫截面形狀呈現較為規則的長方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表1,切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。
2)切割效率高
由於激光的傳輸特性,激光切割機上一般配有多台數控工作台,整個切割過程可以全部實現數控。操作時,只需改變數控程序,就可適用不同形狀零件的切割,既可進行二維切割,又可實現三維切割。
3)切割速度快
用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板,切割速度可達600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板,切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定,既可節省工裝夾具,又節省了上、下料的輔助時間。
4)非接觸式切割
激光切割時割炬與工件無接觸,不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件,不需要更換「刀具」,只需改變激光器的輸出參數。激光切割過程雜訊低,振動小,無污染。
5)切割材料的種類多
與氧乙炔切割和等離子切割比較,激光切割材料的種類多,包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對於不同的材料,由於自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同,表現出不同的激光切割適應性。
6)缺點
激光切割由於受激光器功率和設備體積的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且隨著工件厚度的增加,切割速度明顯下降。
激光切割設備費用高,一次性投資大。
Ⅵ 激光切割需要哪些氣體
激光切割機抄可以使用的輔助氣體主要有氧氣、氮氣、空氣以及氬氣這幾種。
Ⅶ 什麼氣體可用於激光技術
都可以,稀有氣體He Ne Ar Kr Xe都有激光功能。
Ⅷ 什麼是氣體激光
實驗發現,除了固體材料可以作為激光材料外,氣體也可以作為工作專物質。氣體激光器是目前屬品種最多、應用很廣泛的激光器,且氣體激光器結構簡單、操作方便、造價低廉、穩定性好。
目前應用的有氦氖氣體激光器、二氧化碳氣體激光器、氬離子激光器和氮分子激光器等。後者輸出功率大、效率高,激光波長為10.6微米,在大氣中可以傳得很遠。不同波長的光波在大氣中傳播時,被吸收的程度不一樣,波長為10.6微米的光波大氣吸收小,故稱為「大氣窗口」,光波很容易通過這個「窗口」而傳向天際。
Ⅸ 激光切割機氣體的種類和作用分別有哪些
1.大部分抄採用空氣,或者氧氣,還有氮氣,第一個目的就是為了吹走殘余廢渣,達到最好的切割效果。
2.利用氣體追走金屬熔渣的同時,保護鏡片,避免熔渣貼附在鏡片上,影響切割質量。
3.利用氮氣切割,可以有效的達到切割面光潔,無毛刺無掛渣的效果,屬於精切割了。
4.利用氧氣切割,氧氣可以助燃,與材料產生反應,增加切割速度。