激光切割加工高温合金比较困难的原因

高温合金机械加工中一种比较常见的材料，它的特点是拥有极好的高温强度。通常在760到1500摄氏度的高温环境下，这种合金仍然能够保持可靠的强度。但这一优点也带来了一定的弊端，那就是加工起来难度很大。目前，加工行业普遍采取光纤激光切割加工来对高温合金进行切割。 加工硬化倾向大。比如GH4169未强化处理的基体硬度约HRC37，金属激光切割机切割后表面将会产生0.03mm左右的硬化层，硬度增加到HRC47左右，硬化程度高达27%。加工硬化现象对氧化先端丝锥寿命有很大影响，通常会产生严重的边界磨损。 材料导热性差。切削高温合金时产生的大量切削热由氧化先端丝锥承受，刀尖承受了高达800～1000℃的切削温度，在高温和大切削力作用下，将导致切削刃产生塑性变形、粘结与扩散磨损。 切削力大。高温合金强度比汽轮机常用合金钢材料高30%以上，在600℃以上的切削温度下，镍基高温合金材料的强度仍高于普通合金钢材料。未强化处理的高温合金单位切削力在4000N/mm2以上，而普通合金钢仅2500N/mm2。

激光切割加工工艺特性

激光切割加工工艺是一种高能量密度可控性好的无接触加工，原理就是将激光束聚焦成直径可小于0.1mm的光点，使焦点处的功率密度可超过107W～108W/M2，被照射的材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成小孔，从而达到切工工艺的需求。 在加工中因其激光本身的特点其应用范围很广，其中具体的特性主要体现在为：高单色性和高相干性：激光器发出的全部光辐射只集中在很小的频率范围内，其单色性极高，几乎完全消除了聚焦透镜的色散效应，使得光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度，这两点是激光加工的重要条件。 此外，激光切割加工的高方向性主要是由受激发射机理和光学谐振腔对振荡光束方向的限制作用所决定的。激光切割加工的高方向性使得激光能有效的传递较长距离，能聚焦到极高的功率密度，这两点是激光加工的重要条件。 至于激光器的发光截面和立体分散角都很小，而输出功率却很大，其亮度远远高于太阳的亮度，经透射镜聚焦后，能在焦点附近产生几千度甚至上万度的高温。因而能加工几乎所有的材料。