激光切割加工的原理

激光切割加工的原理激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過材料表面，在極短時間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達(dá)到切割材料的目的。激光切割，由于是用不行見的光束代替了傳統(tǒng)的機械刀，激光刀頭的機械部分與工作無接觸，在工作中不會對工作表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工；切割熱影響區(qū)小，板材變形小，切縫窄（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機械應(yīng)力，無剪切毛刺；加工精度高，重復(fù)性好，不損傷材料表面；數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟省時。

激光切割主要是CO2激光切割，CO2激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿肯定軌跡作相對運動，從而形成肯定外形的切縫。CO2激光切割技術(shù)比其他方法的明顯優(yōu)點是：（1）切割質(zhì)量好。切口寬度窄（一般為0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距誤差0.1－0.4mm，輪廓尺寸誤差0.1－0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra為12.5－25μm），切縫一般不需要再加工即可焊接。（2）切割速度快。例如采納2KW激光功率，8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min；2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min，熱影響區(qū)小，變形微小。（3）清潔、安全、無污染。大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當(dāng)然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不行能超過電加工；就切割厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切割的水平。

CO2激光切割的幾項關(guān)鍵技術(shù)：一是焦點位置掌握技術(shù)。聚焦透鏡焦深越小，焦點光斑直徑就越小，因此掌握焦點相對于被切材料表面的位置非常重要。二是切割穿孔技術(shù)。任何一種熱切割技術(shù)，除少數(shù)狀況可以從板邊緣開頭外，一般都必需在板上穿一小孔。早先在激光沖壓復(fù)合機上是用沖頭先沖出一孔，然后再用激光從小孔處開頭進行切割。三是嘴設(shè)計及氣流掌握技術(shù)。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(yīng)；同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。

激光切割工藝多種多樣，其中熔化切割是使入射的激光束功率密度超過某一值，從而使光束照耀點處材料內(nèi)部開頭蒸發(fā)，形成孔洞；汽化切割是使用高功率密度的激光束加熱，避開熱傳導(dǎo)造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消逝；氧化熔化切割是材料在激光束的照耀下被點燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源；對于簡單受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的