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激光切割加工強度和形狀基本不再變化
激光切割加工強度和形狀基本不再變化,詳情參考www.7733362.cn
上述過程不斷重復(fù),切口逐漸延伸,*終將鋼板切開。與上階段相比,輸入能量還是燃燒反應(yīng)熱和激光束的能量,但燃燒反應(yīng)在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量基本不變,只是隨著反應(yīng)區(qū)的移動,在空間位置上變化,應(yīng)被看作移動熱源。在能量輸出方而,除了將反應(yīng)區(qū)的材料加熱并將其熔化以及向周圍的熱傳導(dǎo)外,被吹出的熔渣也將帶走部分熱量。激光切割加工各階段的表達式通過對激光切割加工過程進行的階段分析,下而根據(jù)能量平衡方程和熱傳導(dǎo)公式,并結(jié)合實驗數(shù)據(jù),建立各個不同階段的能量平衡表達式和溫度場表達式。從圖可以看到切速低于1.5m/min時,熔渣中除了FeO和Fe外還有部分的Fe3O4;當切速高于1.5m/min時,主要就是FeO和Fe了。
考慮到加工時為保證切割的效率和質(zhì)量,切割速度通常都大于1.5m/min,可以認為燃燒反應(yīng)以(10)式為主。因為在切速較低時,切割速度跟不上燃燒反應(yīng)的擴展速度,過剩的反應(yīng)熱就使切口發(fā)生過度熔化,形成較寬的、不整齊的切口,表而粗糙度值較大,熱影響區(qū)也將擴大,鋼板底而還會產(chǎn)生掛渣,加工中應(yīng)盡量避免這種情況的發(fā)生。根據(jù)前而的分析,燃燒反應(yīng)從一點開始,逐步擴散形成燃燒反應(yīng)區(qū)。因此Qburn應(yīng)該是隨時間變化逐漸增大的能量,該熱源形式由連續(xù)固定點熱源逐漸變化為連續(xù)固定線熱源。
Qburn為大小、形狀都變化的熱源;輸出能量又由三部分構(gòu)成,作用關(guān)系相當復(fù)雜。通過理論分析來建立熱傳導(dǎo)溫度場的計算模型比較困難,因此可根據(jù)實驗中的觀測數(shù)據(jù)和結(jié)果來建立數(shù)學表達式。圖為鋼板被加熱直至燒穿的溫度場變化圖。由圖可看到溫度場的變化規(guī)律,燃燒反應(yīng)發(fā)生后,上部的溫度變化與點熱源的半球形溫度場相似,下部則是逐漸增長的線熱源圓柱形溫度場。因此根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)和結(jié)果,該階段的溫度場表達式應(yīng)分為上下兩部分,才能更接近實際情況。與上階段相比,能量平衡關(guān)系的輸入仍為激光束和Fe與O2的燃燒反應(yīng)熱,此時的Qburn保持線熱源的形式,其強度和形狀基本不再變化。