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，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 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，除光束的質量及其控制直接影響切割質量外,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為正激波,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,可根據空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產生正激波,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。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大而穩定,是工業生產中切割手扳常用的工藝參數。第二高切割壓力區約為噴嘴出口的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,又發展了數控步沖與電加工技術。各種切割下料方法都有其有缺點，在工業生產中有一定的適用范圍。激光切割機的研發與應用無疑是對現代工業生產的重大提高和創新突破。

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