在金屬激光切割機的實際切割過程中,所能切穿的板材厚度是有限的,這與切割刃處鐵的不穩定燃燒密切相關。為了繼續燃燒過程,狹縫頂部的溫度必須達到燃點。單靠氧化鐵燃燒反應釋放的能量不能保證燃燒過程的連續性。
一方面,從噴嘴流出的氧氣不斷冷卻狹縫,降低了刃口溫度;
另一方面,燃燒形成的氧化亞鐵層覆蓋在工件表面,阻礙了氧的擴散。當氧氣濃度降低到一定程度時,燃燒過程就會熄滅。
當傳統的會聚光束用于激光切割時,激光束的表面積非常小。由于激光功率密度高,工件表面溫度不僅在激光輻射區域達到燃點,而且由于熱傳導在更廣的區域達到燃點。作用于工件表面的氧氣流的直徑大于激光束的直徑。這表明不僅在激光輻射區域,而且在激光光斑的外圍也存在強烈的燃燒反應。
切割厚板時,切割速度相當慢,工件表面氧化鐵的燃燒速度比切割頭快。燃燒一段時間后,由于氧氣濃度降低,燃燒過程熄滅。只有當切割頭移動到這個位置時,燃燒反應才會再次開始。切削刃的燒傷過程是周期性的,會導致切削刃溫度波動,切口質量差。
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