[发明专利]激光‑火焰复合切割方法

摘要

激光‑火焰复合切割方法，它涉及一种集激光热源和火焰热源于一体的切割方法，属于金属热切割技术领域。本发明是为了解决火焰切割中、厚钢材效率低下、变形量大、切缝上边易融塌、下边易形成挂渣的技术问题。本方法如下把钢板固定在工作台上，采用激光和火焰同轴或非同轴复合方式高速切断钢板，即完成激光‑火焰复合切割。本发明方法获得的切缝的垂直度好、切割面质量高、切割厚度大、不用定期更换昂贵的铪电极；本发明方法具有切割速度快、切割效率高、热影响区小、变形量小、由于激光具有能打孔功能无需提前在钢板上转孔、不需预热直接启动切割过程的优点。本发明属于切割钢材的领域。

主权项

激光‑火焰复合切割方法，其特征如下：把钢板固定在工作台上，采用激光和火焰两种热源共同作用于钢板上的方式，在激光器激光功率为2000W‑20000W、辅助气体压力为0.1‑0.8bar、主切割氧气压力为0.7‑10bar、辅助燃烧氧气压力为0.1‑1.0bar的条件下以0.10m/min‑2.0m/min的切割速度切割至钢板断开，即完成激光‑火焰复合切割；其中激光焦点位于钢板表面上2‑30mm，激光喷嘴下沿距离钢板表面1.0‑5.0mm；保证高压切割氧气流和激光束共同作用到同一区域，同时为了提高对钢板表面的预热作用和保护高压切割氧气流的纯度，需要高温火焰流（8）的存在；激光束（1）需要从喷嘴的中心高压氧气通道（2）中通过，保证喷嘴的高压氧气通道（2）的直径，确保激光束（1）无能量损失地通过火焰切割喷嘴（5），到达切割工件（13）表面；在混合气体通道（3）中通入氧气和助燃气体的混合气体并点燃；然后在高压氧气通道（2）中通入高压力、高纯度氧气，同时输入激光能量，确保激光束（1）从高压氧气通道（2）的中心通过，这样就能确保高压切割氧气流作用区域（10）和激光直接作用区域（11）重叠，混合气体形成高温火焰流（8）达到预热切割工件（13）表面，在工件（13）表面上形成高温火焰作用区域（9）；最后只需要按照预定轨迹移动激光‑火焰复合切割头，就能完成钢板的高效率切割过程；在高压氧气通道（2）中通入高压力、高纯度的氧气，高压氧气流作用在被激光和火焰融化的液态铁上，会使铁在氧氛围中剧烈反应燃烧，生成铁的氧化物熔渣，同时放出大量的热，借助这些氧铁燃烧放出的热和激光能量共同加热钢材的下层和切口前缘，使之也达到燃点，直至工件（13）的底部；与此同时，高压切割氧气流（7）还负责把熔渣和其它融化物吹除，从而在工件（13）上形成切缝。