激光原理論文終稿(參考版)
2025-06-25 07:15本頁面
【正文】 完美DOC格式 。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)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(biāo)準(zhǔn),以使這一新技術(shù)在我國(guó)獲得更廣泛的應(yīng)用。其主要控制參數(shù)是激光功率和光斑尺寸大小。切割特大封閉外形也不容易獲得成功。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。 控制斷裂切割 對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。 ?。?）在擁有兩個(gè)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(dòng)速度，割縫顯得寬而粗糙。據(jù)估計(jì)，切割鋼時(shí)，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。當(dāng)然，氧氣流速不是越高越好，因?yàn)榱魉龠^快會(huì)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(duì)切割質(zhì)量也是不利的。 ?。?）燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時(shí)氧氣擴(kuò)散通過熔渣到達(dá)點(diǎn)火前沿的快慢也對(duì)燃燒速度有很大的影響。具體描述如下： （1）材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，放出大量熱量。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(dòng)地從縫內(nèi)被吹走。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。 熔化切割 當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點(diǎn)處材料內(nèi)部開始蒸發(fā)，形成孔洞。 汽化切割過程中，蒸汽隨身帶走熔化質(zhì)點(diǎn)和沖刷碎屑，形成孔洞。 激光切割的主要工藝汽化切割 在高功率密度激光束的加熱下，材料表面溫度升至沸點(diǎn)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。 綜上所述,CO2激光器切割技術(shù)正在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越多的應(yīng)用,國(guó)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。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,并有利于保護(hù)透鏡,提高其使用壽命。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。NO試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：分別表示NONONO5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。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。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。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()=。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。由于噴嘴一般用 紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算與分析。目前激光切割用的噴嘴采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。對(duì)氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)；同時(shí)又有足夠的動(dòng)量將熔融材料噴射吹出。實(shí)際結(jié)果表明,第（3）種效果最好。從理論上講通?？筛淖兗铀俣蔚那懈顥l件：如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實(shí)際上由于時(shí)間太短改變以上條件的可能性不大。此外脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng)
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