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于不同的氣體有不同的壓力閾值，當噴嘴壓力超過此值時，氣流為正常斜激波，氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5，因此其閾值Pn=1bar×（1.2）3.5=1.89bar。當噴嘴壓力更高Pn/Pa=（1+1/n)1+n/2時（Pn；4bar），氣流正常斜激波封變?yōu)檎げǎ懈顗毫c下降，氣流速度減低，并在工件表面形成渦流，削弱了氣流去除熔融材料的作用，影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴，其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

為進一步提高激光切割速度，可根據(jù)空氣動力學(xué)原理，在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波，設(shè)計制造一種縮放型噴嘴，即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器，透鏡焦距2.5〃，采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗，見圖4。試驗結(jié)果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下，切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時切割速度只能達到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射，使切割壓力呈周期性的變化。
關(guān)鍵技術(shù)三
高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口，工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm，切割壓力Pc大而穩(wěn)定，是如今工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm，切割壓力Pc也較大，同樣可以取得好的效果，并有利于保護透鏡，提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠，與聚焦光束難以匹配而無法采用。
綜上所述，CO2激光器切割技術(shù)正在中國工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越多的應(yīng)用,國外正研究開發(fā)更高切割速度和更厚鋼板的切割技術(shù)與裝置。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對質(zhì)量和生產(chǎn)效率越來越高的要求，必須重視解決各種關(guān)鍵技術(shù)及執(zhí)行質(zhì)量標準，以使這一新技術(shù)在中國獲得更廣泛的應(yīng)用。
切割工藝
汽化切割

在高功率密度激光束的加熱下，材料表面溫度升至沸點溫度的速度是如此之快，足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。一些不能熔化的材料，如木材、碳素材料和某些塑料就是通過這種汽化切割方法切割成形的。
汽化切割過程中，蒸汽隨身帶走熔化質(zhì)點和沖刷碎屑，形成孔洞。汽化過程中，大約40%的材料化作蒸汽消失，而有60%的材料是以熔滴的形式被氣流驅(qū)除的。
熔化切割
當入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點處材料內(nèi)部開始蒸發(fā)，形成孔洞。一旦這種小孔形成，它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹走。
氧化熔化

熔化切割一般使用惰性氣體，如果代之以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化熔化切割。具體描述如下：
⑴材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔，而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。
⑵燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時氧氣擴散通過熔渣到達點火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學(xué)反應(yīng)和去除熔渣的速度也越快。當然，氧氣流速不是越好，因為流速過快會導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質(zhì)量也是不利的。
⑶顯然，氧化熔化切割過程存在著兩個熱源，即能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計，切割鋼時，氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。
很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。
⑷在擁有兩個熱源的氧化熔化切割過程中，如果氧的燃燒速度高于激光束的移動速度，割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動的速度比氧的燃燒速度快，則所得切縫狹而光滑。
控制斷裂
對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
要注意的是，這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功。控制斷裂切割速度快，不需要太高的功率，否則會引起工件表面熔化，破壞切縫邊緣。其主要控制參數(shù)是激光功率和光斑尺寸大小。
切割程序

1、交點位置的檢出。激光切割前需先根據(jù)材質(zhì)調(diào)整光束焦點在工件上的位置，由于激光束，特別是CO2氣體激光，一般肉眼看不到，可采用楔形丙烯塊檢測出焦點位置，然后調(diào)節(jié)割炬的高度，使焦點處于設(shè)定位置。
2、穿孔操作要點。世紀切割加工時，有的零件從板材的內(nèi)部開始切割，這就要先在板材上打孔。一種方法是采用連續(xù)激光，在薄板上穿孔，可以用正常的輔助氣體壓力，光束照射0.2~1s就能貫穿工件，然后即可轉(zhuǎn)入切割。當工件厚度較大（如板厚為2~4mm）時，采用正常的氣體壓力穿孔，在工件表面上會形成尺寸比較大的溶坑。不但影響切割質(zhì)量，而且熔融物質(zhì)濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時宜適當增大輔助氣體的壓力，同事略微增大噴嘴的孔徑與工件的距離。這種方法的缺點是氣體流量增加并使切割速度降低。
3、防止工件銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔。用連續(xù)激光切割帶有銳角零件時，如切割參數(shù)匹配或操作不當，在銳角的轉(zhuǎn)折處很容易發(fā)生自燒熔，不能形成轉(zhuǎn)角處的尖角。這不僅使該部位的質(zhì)量變差，而且還會影響隨后的切割。解決這一問題的方法是選擇適宜的切割參數(shù)，而采用脈沖激光切割時不存在銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔問題。
競爭優(yōu)勢
激光切割機是鈑金加工的一次工藝革命，是鈑金加工中的“加工中央”；激光切割機柔性化程度高，切割速度快，出產(chǎn)效率高，產(chǎn)品出產(chǎn)周期短，為客戶贏得了廣泛的市場，該技術(shù)的有效生命期長，國外超過2毫米厚度的板材大都采用激光切割機，很多國外的專家一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時期。

一般來講，建議以12mm以內(nèi)的碳鋼板、10mm以內(nèi)的不銹鋼板等金屬材料切割推薦使用激光切割機。激光切割機無切削力，加工無變形：無刀具磨損，材料適應(yīng)性好：無論是簡樸還是復(fù)雜零件，都可以用激光一次精密快速成型切割：其切縫窄，切割質(zhì)量好，自動化程度高，操縱簡便，勞動強度低，沒有污染：可實現(xiàn)切割自動排樣、套料、進步了材料利用率，出產(chǎn)本錢低，經(jīng)濟效益好。
激光切割機選購要考慮的因素很多，除了要考慮目前加工工件的尺寸、材質(zhì)、需要切割的厚度以及原材料幅面的大小外，更多的需要考慮未來的發(fā)展方向，比如所做產(chǎn)品的技術(shù)改型后要加工的工件大小、鋼材市場所提供材料的幅面針對自己的產(chǎn)品哪種最省料，上下料時間等等。
市場現(xiàn)狀
我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，雖然是一個初步發(fā)展，但在國際科技帶領(lǐng)下已經(jīng)完成了飛躍的發(fā)展，并且比同等質(zhì)量有一個高階段的突出。以激光切割機來講，市場的需求高達千萬，為廣闊的市場添加了新的生機。自從60年代臺激光設(shè)備的誕生和應(yīng)用開始，我國就有多位專家在激光行業(yè)付出了努力，并達到了國際一個微小的差值。在激光行業(yè)的發(fā)展同時，激光成套工業(yè)設(shè)備也進入了生產(chǎn)的市場，擺脫了長期依靠國外的局面，解決了國內(nèi)激光行業(yè)的尷尬局面。
國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，成為激光市場的高產(chǎn)業(yè)支柱，并且可以達到每年20%以上的增長速，成為激光市場的一個新起點，根據(jù)專

測，國內(nèi)的激光市場仍處于高速的增長階段，在未來可以在進行翻倍的增加，來的擴充激光切割設(shè)備的市場，填，將國內(nèi)端激光設(shè)備擺脫受困的狀態(tài)，成為國際上的頂梁柱。目前國內(nèi)的激光產(chǎn)業(yè)主要在深圳、武漢兩地聚集，其中深圳是國內(nèi)的重要銷售市場，并且以多年的發(fā)展經(jīng)驗，先了其他區(qū)域。
購置
單位
一類是大中型制造企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中有大量板材需要下料、切料，并且具有較強的經(jīng)濟和技術(shù)實力
加工站
另一類單位是加工站（國外稱Job Shop），加工站是專門對外承接激光加工業(yè)務(wù)的，自身無主導(dǎo)產(chǎn)品。它的存在一方面可滿足一些中小企業(yè)加工的需要；一方面在初期對推廣應(yīng)用激光切割技術(shù)起到宣傳示范的作用。1999年美國全國共有激光加工站2700家，其中51%從事激光切割工作。八十年代中國激光加工站主要從事工作，九十年代后，激光切割及攻站逐步增加。在此基礎(chǔ)上隨著中國大中型的深入和經(jīng)濟實力的增強，越來越多的企業(yè)將采用CO2激光切割技術(shù)。
從目前國內(nèi)應(yīng)用情況分析，CO2激光切割廣泛應(yīng)用于12mm厚的低碳鋼板；6mm厚的不銹鋼板及；20mm厚的非金屬材料。對于三維空間曲線的切割，在汽車、航空工業(yè)中也開始獲得了應(yīng)用。
發(fā)展趨勢

激光切割指采用激光發(fā)射性光束在產(chǎn)品上面打孔，根據(jù)水平移動來對應(yīng)產(chǎn)生的縫隙稱為激光切割，激光可以在多產(chǎn)品材料上面切割，如亞克力、刀模板、布料、皮革等行業(yè)都能運用激光進行切割，因此激光切割是一種在多行業(yè)切割的新型方案。對于這樣一種新型的切割方法，相對于傳統(tǒng)切割有著什么樣的優(yōu)勢呢，下面光博士帶您分析下。
激光是利用物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生光，這種光帶有強烈的溫度，在接觸材料時候，能夠迅速的在材料表面融化，形成打孔，根據(jù)對位對點的移動形成了切割，因此這樣的一種切割方法相對于傳統(tǒng)的切割方法，縫隙更小，更能夠省去大部分材料，然而根據(jù)切割效果來定義分析，根據(jù)激光進行切割的材料，其切割效果能夠滿意，精準度又高，這是繼承了激光的優(yōu)勢，也是普通切割方式不能夠媲美的。
相對于傳統(tǒng)切割方式中，激光切割更易懂、易學(xué)、在商家需求的加工效果，速度方面都有著的優(yōu)勢，因此相信在未來的切割方式選擇中，將是大眾的需求。
市場模式轉(zhuǎn)變
激光切割加工是指采用激光設(shè)備來給產(chǎn)品進行加工，這種模式是針對那種初入激光行業(yè)，并且小型的加工戶，然而這種模式在現(xiàn)今的社會都不提倡了，因為激光設(shè)備的價格不再是那種高高在上的設(shè)備了，美的技術(shù)發(fā)展，優(yōu)良的加工精細，使得現(xiàn)今的激光設(shè)備不再是那樣的昂貴，因為它們的設(shè)備有針對行業(yè)性的，這樣能夠省去了以往那種高貴的大功率設(shè)備加工，現(xiàn)今的小功率設(shè)備也能進行加工了，這讓這些想購買的加工不在需要借用他人的設(shè)備進行加工了，激光切割加工模式逐漸被取代了，這是必然性。
下面分析下激光切割市場以及加工效果，在激光切割市場，凡事了解一點的都清楚，激光切割能夠加工多行業(yè)，然而需要購買加工多行業(yè)的設(shè)備，價格是不菲的，然而如果購買的是單行業(yè)，如

target="_blank">皮革激光切割機等，這些針對行業(yè)的設(shè)備，價格就不是那樣昂貴了，這就是未來的市場，在其加工效果方面，單行業(yè)的加工效果，肯定針對單行業(yè)其功能是*，能夠滿足此行業(yè)的要求，這些在這些行業(yè)設(shè)備介紹中，光博士有提到，因此在如果想采用激光切割加工的商戶們，不妨去嘗試著使用激光切割設(shè)備直接自己購買進行加工，這樣能夠幫助你實現(xiàn)以及解決很多的問題！
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