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(zhǎng)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(guò)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(guò)普通的低碳鋼。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。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(jiǎn)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(jiàn)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(duì)于不同的氣體有不同的壓力閾值,當(dāng)噴嘴壓力超過(guò)此值時(shí),氣流為正常斜激波,氣流速?gòu)膩喴羲傧虺羲龠^(guò)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(duì)過(guò)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(guò)油拋發(fā)紋機(jī)按要求加工而成,然后電鍍著色。德國(guó)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(jiàn)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(duì)幅面很大的整板切割，無(wú)需開(kāi)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(wú)法采用。

應(yīng)用對(duì)比編輯

在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對(duì)于中厚板采用氧乙火焰切割；對(duì)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(wú)疑是對(duì)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