Difficoltà e soluzioni per il taglio di lamiere di acciaio di grosso spessore

Le seguenti difficoltà tecniche esistono nell'esistenza del metallo taglio laser macchine per il taglio di lamiere spesse:

1. Il processo di combustione quasi stazionario è difficile da mantenere. 

Nel processo di taglio effettivo del taglio laser metallo macchina, lo spessore della piastra tagliabile è limitato, il che è strettamente correlato all'incapacità del ferro anteriore di taglio di essere bruciato stabilmente. Il processo di combustione deve essere continuo e la temperatura alla sommità della fessura deve raggiungere il punto di accensione. L'energia rilasciata dalla sola reazione di ferroossidazione non garantisce effettivamente che il processo di combustione continui.

Da un lato, poiché la fessura viene continuamente raffreddata dal flusso di ossigeno proveniente dall'ugello, si abbassa la temperatura del fronte di taglio: dall'altro, lo strato di ossido ferroso formato dalla combustione ricopre la superficie del pezzo, ostacolando la diffusione di ossigeno e riduce la concentrazione di ossigeno.

Ad un certo livello, il processo di combustione si spegnerà. Quando si esegue il taglio laser con un raggio convergente convenzionale, l'area del raggio laser che agisce sulla superficie è piccola. A causa dell'elevata densità di potenza del laser, la temperatura superficiale del pezzo raggiunge il punto di accensione non solo nella regione della radiazione laser, ma anche a causa della conduzione del calore. L'area ha raggiunto la temperatura di accensione. 

Il diametro del flusso di ossigeno sulla superficie del pezzo è maggiore del diametro del raggio laser. Ciò indica che non solo si verifica una forte reazione di combustione nella regione di irradiazione laser, ma anche la combustione avviene simultaneamente attorno al punto irradiato dal raggio laser.

Quando la lastra viene tagliata, la velocità di taglio è piuttosto lenta e la superficie del pezzo viene bruciata a una velocità maggiore rispetto alla testa di taglio. Dopo aver bruciato per un periodo di tempo, il processo di combustione si estingue a causa di una diminuzione della concentrazione di ossigeno. Solo quando la testa di taglio si sposta in questa posizione, la reazione di combustione ricomincia. 

Il processo di combustione sul fronte di taglio viene eseguito periodicamente, il che provoca fluttuazioni di temperatura sul fronte di taglio e una scarsa qualità del taglio.

2. È difficile mantenere una purezza dell'ossigeno e una pressione costanti nella direzione dello spessore. 

Quando la macchina per il taglio laser dei metalli viene tagliata in lastre spesse, anche la diminuzione della purezza dell'ossigeno è un fattore importante che influisce sulla qualità dell'incisione. La purezza del flusso di ossigeno ha una forte influenza sul processo di taglio. Quando la purezza del flusso di ossigeno diminuisce dello 0.9%, la velocità di combustione della ferrite diminuirà del 10%; quando la purezza diminuisce del 5%, la velocità di combustione diminuirà del 37%.

La diminuzione della velocità di combustione ridurrà notevolmente l'ingresso di energia nella fessura durante il processo di combustione, ridurrà la velocità di taglio e aumenterà il contenuto di ferro nello strato liquido della superficie di taglio, aumentando così la viscosità della scoria, con conseguente difficoltà nello scarico della scoria. Nella parte inferiore appariranno scorie gravi, rendendo inaccettabile la qualità dell'incisione. Per mantenere stabile il taglio, è necessario che la purezza e la pressione del flusso di ossigeno tagliato nella direzione dello spessore siano mantenute sostanzialmente costanti. Nel processo di taglio laser convenzionale, viene spesso utilizzato un comune ugello conico, in grado di soddisfare i requisiti di utilizzo nel taglio di lamiere sottili.

Tuttavia, quando si tagliano lamiere spesse, all'aumentare della pressione di alimentazione, si formano facilmente onde d'urto nel campo di flusso dell'ugello. L'onda d'urto presenta molti rischi per il processo di taglio, riducendo la purezza del flusso di ossigeno e influenzando la qualità dell'incisione.

Ci sono generalmente tre modi per risolvere questo problema:

• (1) aggiunta di una fiamma di preriscaldamento attorno al flusso di ossigeno da taglio;
• (2) aggiungere un flusso di ossigeno ausiliario attorno al flusso di ossigeno di taglio;
• (3) Progettare ragionevolmente la parete interna dell'ugello per migliorare le caratteristiche del campo del flusso d'aria.

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