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激光切割的热源特性

发布者:青岛海西中瑞金属加工有限公司  发布时间:2015/5/5 7:45:34

普通鸽极氯弧婷的最高温度为1OOOO-24000K,功率密度小子1Q5W/cm2。激光切割的温度可高达24000-50000K,功率密度可达l05-106W/cm²激光切割混度和能量密度提高的原因有以下方面。
①水冷喷嘴孔径限制了弧柱横截面积不能自由扩大,提高了激光切割柱的温度和能量密度(机械压缩)。
青岛激光切割喷嘴水冷作用时,靠近喷嘴内壁的气体受到强烈的冷却作用,其混度和电离度迅速下降,迫使弧校区电流集中到弧柱中心的高温电离区,这样由于冷壁而在弧柱四周产生一层电离度趋于零的冷气膜,从而使弧柱有效截面积迸一步减小,电流密度进一步提高(热压缩效应)。
③由于以上两个压缩效应的存在,弧往电流密度增大以后,弧柱电流线之间的电磁收缩作用也进一步增强,致使激光切割柱温度和能量密度进一步提高(电磁压缩)。
激光切割能量密度和温度的显著提高使激光切割的稳定性和挺直度得以改善。自由电弧的扩散角约为45°,激光切割约为5°,这是因为压缩后从喷嘴口喷射出的激光切割带电质点的运动速度明显提高,可高达300m/s(与喷嘴结构和离子气种类及流量有关)。所以激光切割具有较小的扩散角及较大的电弧挺度(电弧挺度是指电弧沿电极轴线的挺直程度),这也是激光切割最突出的优点。
鸽极氨弧焊中,加热焊件的热量主要来源于用极斑点热,弧桂辐射和热传导热仅起辅助作用。在激光切割焊中,由高速等离子体构成的弧柱通过接触传导和辐射带给焊件的热量明显增加,甚至可能成为主要的热量来源,而阳极热则降为次要地位。
激光切割焊的电流极性
①直流正接(DCSP)
大多数激光切割焊接工艺采用直流正接极性电流,如焊接合金钢、不锈钢、铁合金及镣基合金等。电流范围为O.1-500A。
②直流反接(DCRP)
电极接电源正极的反接极性电流用于焊接铝合金。由于这种工艺方法鸽极烧损严重且熔深浅,仅限于焊接薄件,焊接电流不超过lOOA.
③正弦交流
正弦交流电流用来焊接铝续合金,利用正接极性电流获得较大的熔深,而用反接极性电流清理工件表面的氧化膜。电流范围为lO-l0Q.A。为了防止反接极性电弧熄灭,焊接设备需要有稳弧装聋。由于存在焊缝深宽比小及鸽极烧损等问题,这种工艺方法趋于被方波交流电流取代。
④变极性方波交流
变极性方波交流电流是正、反接极性电流及正、负半用时间均可词的交流方形波电流。用变极性方波交流激光切割;焊接铝镣合金,可获得较大的焊缝深宽比及较少的鸽极烧损.

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