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大型激光切割產(chǎn)品過程中,為確保產(chǎn)品質(zhì)量,需避免以下幾類表面破損:
熱影響破損
燒蝕與碳化:激光切割時(shí),若功率過高或切割速度過慢,材料表面會(huì)吸收過多熱量,導(dǎo)致局部溫度急劇升高,出現(xiàn)燒蝕和碳化現(xiàn)象,使材料表面形成黑色焦痕,嚴(yán)重影響外觀和性能,尤其在切割木材、塑料等有機(jī)材料時(shí)更為明顯。
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熱變形:由于激光切割是局部快速加熱和冷卻的過程,對于大型產(chǎn)品,熱量分布不均勻易產(chǎn)生熱應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致材料變形。例如在切割大型金屬板材時(shí),邊緣和中心部位受熱不同,可能使板材出現(xiàn)彎曲、扭曲等變形,影響產(chǎn)品的尺寸精度和裝配性能。
微裂紋:在熱影響區(qū)內(nèi),材料組織因快速加熱和冷卻發(fā)生劇烈變化,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí),就會(huì)在表面形成微裂紋。這些微裂紋在后續(xù)使用過程中可能會(huì)擴(kuò)展,降低產(chǎn)品的強(qiáng)度和使用壽命,在切割高硬度合金材料時(shí)更容易出現(xiàn)這種情況。
機(jī)械應(yīng)力破損
切割壓力導(dǎo)致的壓痕:在激光切割過程中,輔助氣體或切割頭與材料表面接觸施加的壓力可能會(huì)在材料表面留下壓痕。尤其是在切割薄型材料時(shí),過大的壓力會(huì)使材料表面產(chǎn)生凹陷或劃痕,影響產(chǎn)品表面平整度和美觀度。
切割振動(dòng)產(chǎn)生的裂紋:激光切割設(shè)備的振動(dòng)或材料在切割過程中的抖動(dòng),會(huì)使切割部位產(chǎn)生額外的機(jī)械應(yīng)力,從而導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂紋。例如切割大型不規(guī)則形狀的產(chǎn)品時(shí),由于切割路徑復(fù)雜,容易引起振動(dòng),增加裂紋產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
工件裝夾造成的損傷:在裝夾大型工件時(shí),如果裝夾力過大或裝夾方式不當(dāng),會(huì)使工件表面產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,導(dǎo)致表面劃傷或變形。在切割完成后,這些損傷會(huì)暴露出來,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
化學(xué)腐蝕破損
氧化變色:在激光切割過程中,高溫會(huì)使金屬材料表面與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),形成氧化層,導(dǎo)致表面變色。對于一些對外觀要求較高的產(chǎn)品,如不銹鋼裝飾板等,氧化變色會(huì)嚴(yán)重影響其美觀度和耐腐蝕性。
化學(xué)物質(zhì)殘留腐蝕:如果切割過程中使用的輔助氣體或冷卻液含有腐蝕性成分,在切割后殘留在產(chǎn)品表面,會(huì)對材料表面造成腐蝕。例如使用含氯的冷卻液切割鋁合金時(shí),殘留的氯離子可能會(huì)引發(fā)點(diǎn)蝕,降低產(chǎn)品的耐蝕性。
其他破損
熔渣與掛渣:激光切割時(shí),熔化的材料未能及時(shí)被輔助氣體吹走,會(huì)在切割表面形成熔渣和掛渣,附著在產(chǎn)品表面,不僅影響外觀,還可能在后續(xù)加工或使用過程中脫落,造成表面損傷或堵塞管道等問題,在切割厚板時(shí)這種情況較為常見。
毛刺:由于激光能量分布不均勻、切割參數(shù)不合適或材料本身的特性等原因,切割邊緣可能會(huì)產(chǎn)生毛刺。毛刺會(huì)使產(chǎn)品表面不光滑,容易刮傷操作人員或與其他部件接觸時(shí)產(chǎn)生磨損,降低產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。