熔融切斷一般使用惰性氣體,如果代替氧氣和其他活性氣體使用,由于激光束的照射,材料會著火,與氧氣發生劇烈的化學反應,產生另一個熱源,稱為氧化熔融切斷。不銹鋼激光切管機具體說明如下。
(1)材料表面被激光束的照射迅速加熱到閃點溫度,隨之與氧氣發生劇烈的燃燒反應,釋放出大量的熱量。通過這種熱量,在材料內部形成了充滿蒸汽的小孔,小孔的周圍被熔融的金屬壁包圍。
(2)燃燒物質轉移到爐渣中控制氧和金屬的燃燒速度的同時,氧的擴散通過爐渣到達點火頂端的速度也嚴重影響燃燒速度。氧氣流速越高,燃燒化學反應和除渣的速度也越快。當然,氧氣流速并不是越高越好,因為流速過快會迅速冷卻狹縫出口的反應產物金屬氧化物,也不利于切斷質量。
(3)很明顯,在氧化熔融切斷過程中,存在著激光照射能、氧和金屬化學反應產生的熱能兩個熱源。據推測,切斷鋼時,氧化反應釋放的熱量占切斷所需總能量的60%左右。明確了將氧氣作為輔助氣體使用的話,與惰性氣體相比,可以得到更高的切斷速度。
(4)在具有兩個熱源的氧化熔融切斷過程中,如果氧的燃燒速度高于激光束的移動速度,則狹縫看起來寬而粗。激光束的移動速度比氧的燃燒速度快時,得到的狹縫又窄又平滑。