1.割炬和噴嘴的影響
割炬的設計和制造對獲得良好切割質量產生著重要影響,特別是噴嘴。
噴嘴如選用不當或維護不善易造成污染或損傷,或者由于噴嘴口的圓度不好或因熱金屬飛濺引起局部堵塞,都會在噴嘴中形成渦流,導致切割性能明顯變差。有時,噴嘴口與聚焦光束不同軸,形成光束剪切噴嘴邊緣,也會影響切邊質量,增加切縫寬度和使切割尺寸錯位。
對噴嘴來說,要特別注意兩個問題。
1)噴嘴直徑的影響。噴嘴口大小對切割速度有一定的影響,噴嘴口大小也影響出口處壓力分布。噴嘴直徑增加,由于噴氣流對切割區(qū)母材的強烈冷卻作用使熱影響區(qū)變窄,但也會導致切縫過寬,而噴嘴大小會引起準直困難,噴嘴口有被光束削截的危險,而且,切縫過窄,在高的切割速度下會阻礙熔渣的順利排出。
2)噴嘴與工件表面間距的影響。噴嘴與工件間距直接影響噴嘴氣流與工件切縫的耦合。噴嘴口太靠近工件表面,對透鏡會產生強烈的返回壓力,減弱了對濺散切割產物質點的驅散能力,對切割質量有不利影響,但距離太遠又會造成不必要的動能損失,對有效切割也不利。一般,噴口與工件間距控制在1~2mm為宜,現代激光切割系統的割炬都配有電感或電容式傳感器反饋裝置,以自動調節(jié)兩者距離在預先設定的高度范圍內。
2.外光路系統的影響
激光器射出的原始光束是經過外光路系統的傳輸(包括反射和透射),以極高的功率密度準確地照射到工件的表面。
外光路系統的光學元件應定期檢查、及時調整,確保當切割炬在工件上方運行時,光束正確地傳輸到透鏡中心并聚焦成很小的光點,對工件進行高質量切割。一旦其中任何一光學元件位置發(fā)生變化或受到污染,都會影響切割質量,甚至造成切割不能進行。
外光路鏡片受到氣流中雜質污染和切割區(qū)飛濺質點粘結,或者鏡片冷卻不足,都會使鏡片發(fā)生過熱,影響光束能量傳輸。引起光路準直度飄移而導致嚴重后果,透鏡過熱還會產生焦點失真,甚至危及透鏡本身。
光學元件一旦受到污染甚至粘上切割產物小質點,對它的清理是個極為重要而往往會被忽視的問題,下面列出一些清洗要點:
1)透鏡的清洗:把擦鏡頭紙彎成幾折,用幾滴分析純丙酮浸濕;用浸濕的鏡頭紙輕輕擦拭鏡頭表面,注意不能用手指壓鏡片;反復幾次,直到鏡片表面清潔、沒有污垢和殘存痕跡留在鏡面;用干空氣吹干;必要時可把用幾滴丙酮弄濕的鏡頭紙卷成桿,輕輕地擦洗鏡片表面,以去除重污滴。
要注意的是丙酮易從空氣中吸收潮氣和水分污染丙酮本身,所以要蓋緊丙酮瓶,千萬不要將清洗后剩下的丙酮液倒回到新的丙酮瓶中。
2)反射鏡鏡片的清洗:從鏡架上拆除鏡片;鏡面朝上,把鏡頭紙放在鏡面上;在鏡頭紙上滴幾滴丙酮,并輕拉鏡頭紙撩過鏡面;反復上述工序,直至鏡面清潔,無污穢和殘漬留在鏡面; 再把鏡片裝入鏡座。
如果采用鉬鏡作反射鏡,因為它不能鍍層,拋光后即可直接使用,所以它可用水(肥皂水或含洗潔精的水)清洗鏡面。但其他表面有鍍層的鏡片不能用水清洗,因為很多鍍層溶解于水,鏡片將遭破壞。
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