【现象与原理】
在对激光切割的原理有了一定了解的基础上,还需要掌握一些有关铁的氧化反应方面的知识。由图1. 2-1可见,铁在燃烧时,因燃烧反应而生成的氧化铁的形态有三种,其燃烧方程式分别为:
以lg铁来换算,其所产生的热量如表1.2-1所示,可以看出铁在燃烧中会释放大量的热。假设在激光切割中,所产生的各种氧化铁的比例分别为Fe0: 200/0、Fe20,:45 010、Fe,04:35%,则lg铁所放出的热量将是1. 538kcal,约为熔化lg铁所需热量(约0.23kcal)的5倍。热量中的一部分会通过热传导而散失,但绝大部分都会参与切割。
图1. 2-2所示为在同样lkW功率条件下对碳钢材料的切割能力和焊接能力进行的对比。焊接的辅助气体氩气的压力设定在0. OIMPa以下,仅起到防止焊缝表面被氧化的作用,不用于提高加工能力(熔化深度);用氧气进行
激光切割时,氧气燃烧所产生的热量是不用氧气时的5倍,加工能力也有着同等程度的提高。例如,加工速度为l m/min时,可以得到1.5mm的焊接熔化深度,而用同样速度进行切割,则可以切到7mm厚度。另外,熔化深度为1.5 mm时的焊接速度是1m/min,而切割1.5mm厚的板材时切割速度可达5 m/min,是焊接的5倍。相对于焊接来讲,切割的加工能力所提高的量,基本是与氧气燃烧所放出的热量倍率(约5倍)是一致的。
