JIS

1、日本鋼材（JIS系列）的牌號中普通結構鋼主要由三部分組成部分表示材質(zhì)，如： S （Steel）表示鋼， F（Ferrum）表示鐵；第二部分表示不同的形狀、種類、用途，如P（Plate） 表示板， T（Tube）表示管，K（Kogu）表示工具；第三部分表示特征數(shù)字，一般為抗拉強度。 如： SS400——個S表示鋼（Steel），第二個S表示“結構”（Structure），400為下限抗拉強度400MPa，整體表示抗拉強度為400MPa的普通結構鋼。

SPHC

2、SPHC——首位S為鋼Steel的縮寫，P為板Plate的縮寫，H為熱 Heat的縮寫，C為商業(yè) Commercial的縮寫，整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。

噴嘴設計及氣流控制技術： 激光切割鋼材時,氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個氣流束。對氣流的基本要求是進入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進行放熱反應；同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。因此，除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設計及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。

激光切割用的噴嘴采用簡單的結構,即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。通常用實驗和誤差方法進行設計。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進行流體力學計算與分析。在使用時從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。

可用下列公式計算： V=8.2d2(Pg+1)

V-氣體流速 L/min

d-噴嘴直徑 mm

Pg-噴嘴壓力（表壓）bar

對于不同的氣體有不同的壓力閾值,當噴嘴壓力超過此值時,氣流為正常斜激波,氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關：如氧氣、空氣的n=5,因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2時（Pn；4bar）,氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?切割壓力Pc下降,氣流速度減低,并在工件表面形成渦流,削弱了氣流去除熔融材料的作用,影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

為進一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時切割速度只能達到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。

高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口,工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm,切割壓力Pc大而穩(wěn)定,是工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,并有利于保護透鏡,提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠,與聚焦光束難以匹配而無法采用。

在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙火焰切割；對于薄板采用剪床下料,成形復雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動剪。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量，又推廣了氧乙精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術。各種切割下料方法都有其有缺點，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。激光切割機的研發(fā)與應用無疑是對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大提高和創(chuàng)新突破。

工藝名稱

切 縫(mm)

變 形

精 度

圖形變更

速 度

費 用

激光切割

很 小0.1-0.3

很 小

高0.2mm

很容易

較 低

較 高

等離子切割

較 小

較 大

高1mm

很容易

較 高

較 低

水切割

較 大

小

高

容 易

較 高

較 高

模沖切割

較 小

較 大

低

難

高

較 低

鋸 切

較 大

較 小

低

難

很 慢

較 低

線切割

較 小

很 小

高

容 易

很 慢

較 高

氣燃體切割

很 大

嚴 重

低

較容易

低

較 低

電火花切割

很 小

很 小

高

容 易

很 慢

很 高