激光加气体
Ⅰ 激光切割为什么要用气体
激光熔化切割时用到气体的原因如下:
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。
利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割。
激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度。这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分,材料很快加热至汽化程度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切边受热影响很小,基本没有工件变形。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性汽体。进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
Ⅱ 激光切割可以用哪些辅助气体
切削过程中正确的调节辅助气体压力大小,对切削结果也有很大的影响。辅助气体必须有足够的压力以完全透明切割废渣,一般在切割厚的工件气压降低一点,坚持工件残留会破坏刀刃。相反,过量空气会导致反应(尤指氧气作为辅助气体金属切割),无论怎么会造成浪费。 增加气体压力可提高切割速度,但达到最大值,继续增加气体的压力,反而会引起切削速度下降。在高压辅助气体压力下,切削速度降低的原因除了可以归因于高速度气流的影响和作用区的冷却效果,但也可能出现在气体流间歇冲击波对激光冷却的干扰。空气中存在不均匀的温度和压力,使气流密度的变化。这导致了密度梯度折射率的变化,从而干扰光束的能量集中,导致聚焦光束发散。这种干扰会影响熔化效率,有时会改变模式的结构,使切割质量下降,如果光束发散太。现场太大,甚至导致不能有效地进行切割的严重后果。 为了避免高速气流对切削性能的不良反应,可以假设改变流总压,气体压力分布的这种变化,使熔化过程发生在中心的一个低压区;和周边地区的高压力可提高到足够的动量(动量),以确保更有效的去除渣。由于高压力区的间歇性不光速度干扰,提高熔化效率。 以上是正确调节激光切割机的辅助气体对激光切割的影响因素,调好了有利于切割质量和速度的提升,相反则不利于切割。
Ⅲ 往激光器里充入什么气体可以使它的威力更大
D.输出功率大,下面是参考
惰性原子气体激光器(inert gas laser)
以惰性原子气体为激光工作物质的气体激光器。包括氦氖激光器、氙激光器等。氦氖(H-Ne)激光器诞生于1962年,属四能级系统,工作气体是氦气和氖气。其中氖原子产生激光,氦原子把它的激发能共振转移给氖原子,用以提高泵浦效率。氦氖激光器输出功率不大,一般为几毫瓦到几十毫瓦,与放电管长度和直径、充气气压、氦氖混合比、放电电流、输出镜透射率等因素有关。普通氦氖激光器输出波长为632.8nm的红色激光,采取一定措施后,可以得到绿色(543.5nm)、黄色(594nm)、红外(1.15nm和3.39nm)激光。氦氖激光器具有光束质量好、方向性好、单色性好、稳定性好(包括频率稳定性)、结构简单、使用方便、成本低、寿命长等优点,是应用最广泛的激光器之一。氙(Xe)激光器的工作气体是氙气,输出激光波长为3.507μm和2.026μm,用高频电激励时,峰值功率可达109瓦级。
Ⅳ 激光能带气体运动吗
激光当然能带气体运动。
激光气体的特性:
1.氦气是一种惰性工业气体,具有高导热性,在金属如铝、不锈钢、铜及一些镁合金的焊接过程中,需要提高热量输入时,可以保护焊接熔池并防止氧化。
2.氩气用于建立一种惰性气体屏蔽,通常与其它工业气体混合使用如二氧化碳、氧气、氢气及氮气,可强化气体保护金属弧焊的电弧稳定性和特性,此外还是钨极电弧焊(GTAW)工艺的主要保护气体。
3、高纯二氧化碳气体常与氩气混合形成一种保护气体,在电弧焊(GTAW)过程中防止熔融金属受到空气污染。
4.氧气可用作等离子切割气体以及激光切割辅助气体,还可少量添加用作保护气体,用于碳及不锈钢焊接。
5.氢气是所有气体中最轻的一种。用于提高等离子焊接及切割作业,由于氢气可以减少氧化物,通常与氩气混合用于不锈钢焊接。
Ⅳ 激光切割需要哪些气体
激光切割机可以使用的辅助气体主要有氧气、氮气、空气以及氩气这几种。
1、空气
空气可由空气压缩机直接提供,所以与其他气体相比价格非常便宜。虽然空气中大约含有20%的氧气,但是切割效率远不及氧气,切割能力与氮气相近。切割面会出现微量氧化膜,但可作为防止涂膜层脱落的一项措施。切口端面发黄。
主要适用的材料有铝,铝合金,不锈铜,黄铜,电镀钢板,非金属等等。
2、氮气
一些金属在切割的时候采用氧气会在切割面上形成氧化膜,采用氮气就可以进行防止氧化膜出现的无氧化切割。无氧化切割面具有可以直接进行熔接、涂抹,耐腐蚀性强等特点。切口端面发白。
主要适用的板材有不锈钢,电镀钢板,黄铜,铝,铝合金等。
3、氧气
主要用于激光切割机切割碳钢。利用氧气反应热大幅面提高切割效率的同时,产生的氧化膜会提高反射材料的光束光谱吸收因数。切口端面发黑或者暗黄色。
主要适用压延钢材,溶接构造用压延钢材,机械构造用碳钢,高张力版,工具板,不锈钢,电镀钢板,铜,铜合金等。
4、氩气
氩气为惰性气体,在激光切割机切割中用于防止氧化和氮化,在熔接中也使用,与其他加工气体相比,价格粳稻,相应增加成本。切口端面发白。
主要适用的材料是钛,钛合金等。
激光切割的原理
激光切割是利用经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、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。
分类:
激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
1)激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
2)激光熔化切割
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。
3)激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
4)激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
特点:
激光切割与其他热切割方法相比较,总的特点是切割速度快、质量高。具体概括为如下几个方面:
1)切割质量好
由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。
① 激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。
② 切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。
③ 材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1,切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。
2)切割效率高
由于激光的传输特性,激光切割机上一般配有多台数控工作台,整个切割过程可以全部实现数控。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。
3)切割速度快
用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板,切割速度可达1200cm/min。材料在激光切割时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。
4)非接触式切割
激光切割时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低,振动小,无污染。
5)切割材料的种类多
与氧乙炔切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光切割适应性。
6)缺点
激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且随着工件厚度的增加,切割速度明显下降。
激光切割设备费用高,一次性投资大。
Ⅵ 激光切割需要哪些气体
激光切割机抄可以使用的辅助气体主要有氧气、氮气、空气以及氩气这几种。
Ⅶ 什么气体可用于激光技术
都可以,稀有气体He Ne Ar Kr Xe都有激光功能。
Ⅷ 什么是气体激光
实验发现,除了固体材料可以作为激光材料外,气体也可以作为工作专物质。气体激光器是目前属品种最多、应用很广泛的激光器,且气体激光器结构简单、操作方便、造价低廉、稳定性好。
目前应用的有氦氖气体激光器、二氧化碳气体激光器、氩离子激光器和氮分子激光器等。后者输出功率大、效率高,激光波长为10.6微米,在大气中可以传得很远。不同波长的光波在大气中传播时,被吸收的程度不一样,波长为10.6微米的光波大气吸收小,故称为“大气窗口”,光波很容易通过这个“窗口”而传向天际。
Ⅸ 激光切割机气体的种类和作用分别有哪些
1.大部分抄采用空气,或者氧气,还有氮气,第一个目的就是为了吹走残余废渣,达到最好的切割效果。
2.利用气体追走金属熔渣的同时,保护镜片,避免熔渣贴附在镜片上,影响切割质量。
3.利用氮气切割,可以有效的达到切割面光洁,无毛刺无挂渣的效果,属于精切割了。
4.利用氧气切割,氧气可以助燃,与材料产生反应,增加切割速度。