激光切割機的(de)激光(guang)(guang)切割技術是利用經聚焦(jiao)的(de)高(gao)功率密度激光(guang)(guang)束(shu)照射工(gong)件(jian),使(shi)被照射的(de)材料迅速(su)熔化、汽化、燒蝕或(huo)達到燃點(dian),同時借助與光(guang)(guang)束(shu)同軸的(de)高(gao)速(su)氣流吹除(chu)熔融物質(zhi),從(cong)而實現將工(gong)件(jian)割開,它屬于熱切割方法之一。
激光切割是如何分類的呢?
激(ji)光(guang)(guang)切(qie)割可(ke)分為(wei)激(ji)光(guang)(guang)汽化(hua)切(qie)割、激(ji)光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)割、激(ji)光(guang)(guang)氧氣切(qie)割和激(ji)光(guang)(guang)劃片(pian)與(yu)控制斷裂四類:
不同激光切割方式的實現原理
激光汽化切割
利用高能量密(mi)度的(de)激光(guang)束加熱工件(jian),使溫(wen)度迅速上升,在非常(chang)短的(de)時(shi)間(jian)內達到材(cai)(cai)(cai)料的(de)沸點,材(cai)(cai)(cai)料開始汽化(hua),形(xing)成蒸氣。這些(xie)蒸氣的(de)噴(pen)出(chu)速度很快,在蒸氣噴(pen)出(chu)的(de)同時(shi),在材(cai)(cai)(cai)料上形(xing)成切(qie)口。材(cai)(cai)(cai)料的(de)汽化(hua)熱一般很大(da),所以激光(guang)汽化(hua)切(qie)割時(shi)需要很大(da)的(de)功(gong)(gong)率(lv)和功(gong)(gong)率(lv)密(mi)度。激光(guang)汽化(hua)切(qie)割多用于極薄金屬材(cai)(cai)(cai)料和非金屬材(cai)(cai)(cai)料(如紙、布、木材(cai)(cai)(cai)、塑料和橡皮等)的(de)切(qie)割。
激光熔化切割
激光(guang)熔(rong)化(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)時,用激光(guang)加熱使金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料熔(rong)化(hua)(hua),然(ran)后通過與光(guang)束同軸的(de)(de)(de)噴嘴(zui)噴吹非氧(yang)化(hua)(hua)性氣體(ti)(Ar、He、N等(deng)(deng)),依靠氣體(ti)的(de)(de)(de)強大壓(ya)力使液態金(jin)屬(shu)(shu)排(pai)出,形(xing)成切(qie)口。激光(guang)熔(rong)化(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)不(bu)需要使金(jin)屬(shu)(shu)完全汽化(hua)(hua),所需能量只有汽化(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)的(de)(de)(de)1/10。激光(guang)熔(rong)化(hua)(hua)切(qie)割(ge)(ge)主(zhu)要用于一些(xie)不(bu)易氧(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料或活(huo)性金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)切(qie)割(ge)(ge),如不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、鈦、鋁及其合金(jin)等(deng)(deng)。
激光氧氣切割
激(ji)光(guang)氧氣切割(ge)(ge)(ge)原理類似于氧乙炔切割(ge)(ge)(ge)。它(ta)是(shi)用激(ji)光(guang)作為(wei)預熱(re)(re)熱(re)(re)源,用氧氣等活性氣體作為(wei)切割(ge)(ge)(ge)氣體。噴吹出(chu)(chu)的氣體一方面與切割(ge)(ge)(ge)金屬作用,發生氧化(hua)反應,放出(chu)(chu)大(da)(da)量(liang)的氧化(hua)熱(re)(re);另(ling)一方面把熔(rong)(rong)融的氧化(hua)物(wu)(wu)和熔(rong)(rong)化(hua)物(wu)(wu)從反應區吹出(chu)(chu),在金屬中形成切口。由于切割(ge)(ge)(ge)過(guo)程中的氧化(hua)反應產生了大(da)(da)量(liang)的熱(re)(re),所(suo)以激(ji)光(guang)氧氣切割(ge)(ge)(ge)所(suo)需要的能(neng)量(liang)只是(shi)熔(rong)(rong)化(hua)切割(ge)(ge)(ge)的1/2,而切割(ge)(ge)(ge)速度遠遠大(da)(da)于激(ji)光(guang)汽化(hua)切割(ge)(ge)(ge)和熔(rong)(rong)化(hua)切割(ge)(ge)(ge)。激(ji)光(guang)氧氣切割(ge)(ge)(ge)主要用于碳鋼、鈦鋼以及(ji)熱(re)(re)處理鋼等易氧化(hua)的金屬材(cai)料。
激光劃片與控制斷裂
激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)劃(hua)片是利用高能(neng)量密度(du)(du)的激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)在脆性材料的表面(mian)進行掃描(miao),使材料受熱(re)蒸發出(chu)一條小(xiao)(xiao)槽(cao),然后施加(jia)一定的壓力,脆性材料就會沿(yan)小(xiao)(xiao)槽(cao)處(chu)裂(lie)開(kai)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)劃(hua)片用的激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)一般為Q開(kai)關激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)和CO2激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。控制斷裂(lie)是利用激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)刻槽(cao)時所產生(sheng)的陡峭的溫度(du)(du)分布,在脆性材料中產生(sheng)局部熱(re)應(ying)力,使材料沿(yan)小(xiao)(xiao)槽(cao)斷開(kai)。
激(ji)光(guang)切(qie)割與(yu)其他熱切(qie)割方(fang)法相比(bi)較,總的特點是(shi)切(qie)割速(su)度快、質(zhi)量高。