韩国韩东国际大学的研究人员开发一种激光切割与氧燃料切割相结合的融合切割技术。相关成果以“Laser and oxygen hybrid coaxial cutting method for thick clad plates made of heterogeneous metals”为题发表在《Optics and Lasers in Engineering》上。
亮点：
-开发融合切割技术：激光切割与氧燃料切割相结合。
-通过补充激光切割和氧燃料切割的局限性，克服传统方法的局限性。
-可切割由不可氧化金属和可氧化金属组成的厚板。
关键词:激光应用;激光切割;氧燃料切割; 聚合技术
研究人员开发了激光纯氧燃料和纯氧火焰混合(LOXAFH)切割方法，具有突破激光和氧燃料切割方法限制的潜力。研究人员通过数值模拟设计了LOXAFH 切割方法，并通过复合板切割实验进行了验证。此外，还分析了由 1 kW 激光束、氧气喷射流和火焰组成的热源对熔化复合板的影响。研究发现，激光输入、预热火焰和氧气喷射流等控制因素对获得最佳切割效果至关重要。喷嘴形状，尤其是汇聚-发散喷嘴，在有效的氧化诱导熔化和清除熔渣方面表现出优越的性能。500 W LOXAFH切割证明了切割厚度达15 mm的复合板的能力。
图 1.激光纯氧燃料和纯氧火焰混合(LOXAFH)切割系统的整体示意图。
图 2.LOXAFH 切割头的数值模拟。
图 3.利用 LOXAFH 切割头切割复合板的实验过程。
图 4.复合板切割实验结果。
图 5.复合板切割实验结果。
图 6.使用COMSOL Multiphysics 进行计算流体动力学模拟，分析氧气射流通过每个喷嘴的情况。采用k-ε模型对可压缩流动进行分析。
激光氧燃料和氧火焰混合(LOXAFH)切割方法的成功开发证明了其在切割厚复合板方面的有效性和潜力。通过结合氧燃料切割和激光切割的优点，LOXAFH切割克服了以往方法的局限性。氧燃料切割和 LASOX(激光辅助氧气切割)无法切割厚度为15毫米的复合板，原因是高合金钢和熔渣的熔点相似，阻碍了熔渣的排出，并导致熔渣与熔融材料混合，阻碍了氧化。相比之下，LOXAFH切割法成功切割了厚度达15毫米的异种金属，超过了之前的激光切割实验。结果强调了控制激光输入、预热和氧气射流等因素的重要性。喷嘴形状在有效清除熔渣和氧化诱导熔化方面起着关键作用，CD喷嘴优于CS喷嘴。这些研究结果有助于促进 LOXAFH 切割在各种工业应用中的发展。
