レーザー切断機は、10mm未満の厚さの鋼板の切断にはもはや問題ではありません。ただし、より厚い鋼板を切断する場合は、出力が5kWを超える高出力レーザーが必要になることが多く、切断品質も大幅に低下します。高出力レーザー装置は高価であり、その出力レーザーモードはレーザー切断に役立たないため、従来のレーザー切断方法は、厚板を切断するときに利点がありません。金属レーザー切断機には、厚板を切断する際に次のような技術的な問題があります。
- 1.準定常燃焼過程を維持することが難しい。金属レーザー切断機の実際の切断プロセスでは、切断できるプレートの厚さが制限されます。これは、フロントの鉄の切断が安定して燃焼できないことに密接に関係しています。燃焼プロセスを続行するには、スリット上部の温度が点火点に到達する必要があります。鉄と酸素の燃焼反応だけで放出されるエネルギーは、実際には連続燃焼プロセスを保証することはできません。一方では、ノズルから噴霧された酸素流によって切断シームが連続的に冷却されるため、切断フロントの温度が低下します。一方、燃焼によって形成された酸化第一鉄層は、ワークピースの表面を覆い、酸素の拡散を妨げます。酸素濃度が低下すると、一定のレベルで、燃焼プロセスは消滅します。レーザー切断に従来の収束ビームを使用する場合、レーザービームが表面に作用する領域は非常に小さくなります。レーザーパワー密度が高いため、レーザーが照射される領域だけでなく、ワークピースの表面温度が発火点に達し、熱伝導のために、より広い領域面積が発火温度に達した。ワークの表面に作用する酸素流の直径は、レーザービームの直径よりも大きい。これは、レーザー照射領域で強い燃焼反応が発生するだけでなく、レーザー光が照射されたスポットの周囲で同時に燃焼が発生することを示しています。厚い板を切断する場合、切断速度は非常に遅く、ワークピースの表面での鉄の酸素燃焼の速度は、切断ヘッドの速度よりも速くなります。燃焼がしばらく続くと、酸素濃度が低下し、燃焼プロセスが停止します。カッティングヘッドがこの位置に移動したときのみ、燃焼反応が再開します。刃先の燃焼処理は定期的に行われ、刃先の温度が変動し、刃物の品質が低下します。
- 2.酸素の純度と厚さ方向の圧力を一定に保つことは困難です。金属レーザー切断機で厚板を切断する場合、酸素純度の低下も切断の品質に影響を与える重要な要素です。酸素ストリームの純度は、切断プロセスに大きな影響を与えます。酸素ストリームの純度が0.9％低下すると、鉄酸素の燃焼率は10％低下し、純度が5％低下すると、燃焼率は37％低下します。燃焼速度の低下は、燃焼プロセス中の切り口へのエネルギー入力を大幅に減少させ、切断速度を低下させます。同時に、切断面の液体層の鉄含有量が増加し、スラグの粘度が増加し、スラグの排出が困難になります。深刻なドロスが下部に表示され、カットの品質が許容できなくなります。安定した切削を維持するためには、板厚方向の切削酸素流の純度と圧力を基本的に一定に保つ必要があります。従来のレーザー切断プロセスでは、一般的なコーンノズルがよく使用され、薄板切断での使用要件を満たすことができます。しかし、厚板を切断する場合、給気圧力が高くなると、ノズルの流れ場に衝撃波が発生しやすくなり、衝撃波は切断工程に多くの害を及ぼし、酸素流の純度を低下させ、切断品質に影響を与えます。
レーザーカット厚鋼板製品
この問題を解決するには、通常3つの方法があります
- （1）切断酸素フローの周囲に予熱炎を追加します。
- （2）切断酸素フローの周囲に補助酸素フローを追加する。
- （3）気流場の特性を改善するためにノズルの内壁を合理的に設計する。
