激光熔化切割中切面上部条纹产生机理的分析

条纹是切面上决定切割质量的主要结构,切口上部条纹的主要特征是:固液边界清晰,表面上几乎没有二次凝固相,厚度方向上近似垂直。文中提出了瞬时去除模型,并给出了具体的数学公式表示,通过变量替换将方程求解大幅简化,并采用差分法对其进行了数值求解。通过该模型分析了条纹形状随着Peclets数、熔融层厚度、激光功率等参数变化的规律。最后通过氧助激光切割碳钢实验对上述分析结果进行了验证。结果表明,条纹形状与文中的分析结果极为类似,二者随着切割速度的变化趋势的不一致主要来自氧化反应的影响和分析中参数单独变化的假设。

激光三维切割空间曲线的刀位点离散方法

针对空间曲面上的激光三维(3D)切割轨迹,提出了一种高效、快速的刀位点离散方法。根据空间轨迹曲线起始点的曲率,按照精度要求可以确定所选曲率圆的初始角度,从而根据几何知识即可确定初始步长。以初始步长为半径建立参考球,并将其与轨迹曲线求交即可获得初始刀位点。为了对刀位点进行优化以提高曲线离散的效率,通过比较弦高差采用二分法进行动态调整参考球半径,在满足精度要求下依次获得优化后的待加工轨迹刀位点。由此开发了激光三维切割自动编程软件,实现了轨迹提取,曲线快速离散以及刀位点法矢获得等功能,可用于激光三维切割加工。