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發(fā)布時(shí)間：2021-08-31 17:44
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2、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
厚度
寬度
<1250
≥1250~<1600
≥0.30~<0.60
±0.05
±0.06
≥0.60~<0.80
±0.07
±0.09
≥0.80~<1.00
±0.10
≥1.00~<1.25
±0.12
≥1.25~<1.60
±0.15
≥1.60~<2.00
±0.17
≥2.00~<2.50
±0.20
≥2.50~<3.15
±0.22
±0.25
≥3.15~<4.00
±0.30
≥4.00~<5.00
±0.35
±0.40
≥5.00~<6.00
±0.45
≥6.00~<7.00
±0.50
技術(shù)參數(shù)編輯
成分
牌號(hào)： 0Cr18Ni9（0Cr19Ni9）
化學(xué)成分%
C：≤0.07 ，
Si ：≤1.0 ，
Mn ：≤2.0 ，
Cr ：17.0～19.0 ，
Ni ：8.0～11.0，
S ：≤0.03 ，
P ：≤0.035。
強(qiáng)度
拉強(qiáng)度(Mpa) 620 MIN
屈服強(qiáng)度(Mpa) 310 MIN
伸長率(%) 30 MIN
面積縮減(%) 40 MIN
304不銹鋼的密度 7.93 g/cm3
304含鉻量(%) 18--20 .
噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制
噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制技術(shù)： 激光切割鋼材時(shí),氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個(gè)氣流束。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。對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。因此，除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設(shè)計(jì)及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。
激光切割用的噴嘴采用簡單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。行業(yè)常見判定情況認(rèn)為只要Ni含量大于8%，Cr含量大于18%，就可以認(rèn)為是304不銹鋼。通常用實(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。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。在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。
可用下列公式計(jì)算： V=8.2d2(Pg 1)
V-氣體流速 L/min
d-噴嘴直徑 mm
Pg-噴嘴壓力（表壓）bar
對于不同的氣體有不同的壓力閾值,當(dāng)噴嘴壓力超過此值時(shí),氣流為正常斜激波,氣流速從亞音速向超音速過渡。影響激光切割質(zhì)量的因素很多，激光切割的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于可以對過程中的主要因素實(shí)施高度控制，使切割出的工件充分滿足客戶的要求，并且重復(fù)性很好。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(dāng)噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1 1/n)1 n/2時(shí)（Pn；4bar）,氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?切割壓力Pc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(jìn)一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動(dòng)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(jì)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)。發(fā)紋板有多種紋路，有發(fā)絲紋（HL），雪花砂紋（NO4），和紋（亂紋）、十字紋，交叉紋等，所有紋路都通過油拋發(fā)紋機(jī)按要求加工而成,然后電鍍著色。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(yàn),見圖4。試驗(yàn)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(shí)切割速度只能達(dá)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(shí)切割速度可達(dá)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。
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,是工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟(jì)省時(shí)。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(hù)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(yuǎn),與聚焦光束難以匹配而無法采用。
應(yīng)用對比編輯
在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙火焰切割；對于薄板采用剪床下料,成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動(dòng)剪。主要采用連續(xù)鍍鋅工藝生產(chǎn)，即把成卷的鋼板連續(xù)浸在熔解有鋅的鍍槽中制成鍍鋅鋼板。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量，又推廣了氧乙精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。激光切割機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用無疑是對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大提高和創(chuàng)新突破。
工藝名稱
切 縫(mm)
變 形
精 度
圖形變更
速 度
費(fèi) 用
激光切割
很 小0.1-0.3
很 小
高0.2mm
很容易
較 低
較 高
等離子切割
較 小
較 大
高1mm
水切割
小
高
容 易
模沖切割
低
難
鋸 切
很 慢
線切割
氣燃體切割
很 大
嚴(yán) 重
較容易
電火花切割
很 高
