【現象與原理】
A、第一條割痕范圍的拖曳線(xiàn)
圖1.5—1所示為激光束與加工進(jìn)展的概略圖。設切縫前沿A點(diǎn)處的激光束行進(jìn)速度為Va。、氧化反應速度為Ra。板厚越大,切割速度就越慢,切割速度Va將低于氧化反應速度Ra。當激光切割機的激光束接觸到A點(diǎn)后,氧化反應速度Ra會(huì )高于Va,燃燒的進(jìn)展將先于激光束的行進(jìn)。而后,溫度逐漸降低,燃燒將停止在A(yíng)2點(diǎn)處。當激光束以Va到達該停止位置后,氧化反應速度Ra的燃燒將會(huì )繼續。如是循環(huán)往復。
另外,在切縫的寬度方向上,也是以氧化反應速度Ra從A點(diǎn)向C點(diǎn)燃燒;到達C點(diǎn)后,溫度降低,氧化反應停止。當激光束到達A2點(diǎn)后,又將沿切縫寬度方向燃燒到C2點(diǎn),這一循環(huán)一直反復,就會(huì )形成拖曳線(xiàn)。
當Va的速度提高到與Ra基本相同的程度時(shí),激光束將會(huì )始終處于與A點(diǎn)相接觸的狀態(tài),向切縫寬度方向擴展的A點(diǎn)和C點(diǎn)之間的距離會(huì )變小,拖曳線(xiàn)的間隔也會(huì )相應變小。
B、第二條割痕范圍的拖曳線(xiàn)
如圖1.5—2所示,在板厚方向上設定A點(diǎn)和B點(diǎn);A點(diǎn)處時(shí),氧氣純度或輔助氣體的動(dòng)量都還保持得很高,Va=Ra成立,此時(shí)可以得到非常光滑且筆直的拖曳線(xiàn)。而B(niǎo)點(diǎn)處時(shí),氧氣純度或輔助氣體的動(dòng)量都有所下降,Vb>Rb,因而會(huì )出現切割前沿的滯后現象。
激光切割機用氧氣切割時(shí),隨著(zhù)板厚的增加,散失到母材內的熱量會(huì )隨之增多,熔融金屬的溫度也會(huì )隨之降低,熔融金屬表面的張力、凝固層的厚度都會(huì )變大,最終導致切割面粗糙度變差。而用氮氣或空氣切割金屬時(shí),也會(huì )出現同樣的現象,切割面會(huì )隨著(zhù)板厚的增加而變粗糙,但是由于用氮氣或空氣切割時(shí)沒(méi)有氧化燃燒反應作用,其粗糙度不會(huì )比用氧氣切割厚板時(shí)的程度差。