激光切割機的(de)激(ji)光(guang)切(qie)割技術(shu)是利(li)用(yong)經聚焦的(de)高功率密度激(ji)光(guang)束(shu)照(zhao)(zhao)射工件,使被照(zhao)(zhao)射的(de)材料迅速熔化(hua)(hua)、汽化(hua)(hua)、燒蝕(shi)或達到燃點,同時借助與光(guang)束(shu)同軸的(de)高速氣流吹除熔融(rong)物質,從(cong)而實現將工件割開,它屬于熱切(qie)割方法之一。
激光切割是如何分類的呢?
激(ji)光(guang)(guang)切(qie)割(ge)可分為激(ji)光(guang)(guang)汽化切(qie)割(ge)、激(ji)光(guang)(guang)熔化切(qie)割(ge)、激(ji)光(guang)(guang)氧氣切(qie)割(ge)和(he)激(ji)光(guang)(guang)劃(hua)片(pian)與控制斷裂四類:
不同激光切割方式的實現原理
激光汽化切割
利用高能量密度(du)的(de)(de)(de)(de)激光(guang)束加熱(re)(re)工(gong)件(jian),使溫度(du)迅速(su)上升,在非常短的(de)(de)(de)(de)時(shi)間內達到材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)沸點,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)開(kai)始(shi)汽(qi)化,形成蒸氣(qi)。這些蒸氣(qi)的(de)(de)(de)(de)噴(pen)出速(su)度(du)很快,在蒸氣(qi)噴(pen)出的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi),在材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)上形成切(qie)口。材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)汽(qi)化熱(re)(re)一般(ban)很大,所以激光(guang)汽(qi)化切(qie)割(ge)時(shi)需要很大的(de)(de)(de)(de)功率(lv)和功率(lv)密度(du)。激光(guang)汽(qi)化切(qie)割(ge)多用于極薄金屬(shu)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和非金屬(shu)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(如(ru)紙、布(bu)、木(mu)材(cai)(cai)(cai)(cai)、塑(su)料(liao)(liao)和橡皮等(deng))的(de)(de)(de)(de)切(qie)割(ge)。
激光熔化切割
激光(guang)熔(rong)化切割時(shi),用激光(guang)加熱使金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)熔(rong)化,然后通過與光(guang)束同軸的(de)噴嘴噴吹非氧化性(xing)氣(qi)體(Ar、He、N等),依靠氣(qi)體的(de)強大(da)壓力使液態金(jin)(jin)屬(shu)排出,形成切口(kou)。激光(guang)熔(rong)化切割不需要(yao)使金(jin)(jin)屬(shu)完全汽化,所(suo)需能量只有汽化切割的(de)1/10。激光(guang)熔(rong)化切割主要(yao)用于一些(xie)不易(yi)氧化的(de)材(cai)料(liao)或活性(xing)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)切割,如不銹鋼、鈦、鋁及(ji)其合(he)金(jin)(jin)等。

激光氧氣切割
激光(guang)氧氣(qi)(qi)(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)原理類似(si)于(yu)(yu)(yu)氧乙炔切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)。它(ta)是(shi)用激光(guang)作為預熱熱源,用氧氣(qi)(qi)(qi)等活性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)作為切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。噴吹出(chu)的氣(qi)(qi)(qi)體(ti)一方面與切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)金屬(shu)作用,發生氧化(hua)反應,放出(chu)大量的氧化(hua)熱;另一方面把(ba)熔融的氧化(hua)物(wu)和(he)熔化(hua)物(wu)從(cong)反應區(qu)吹出(chu),在金屬(shu)中(zhong)形成(cheng)切(qie)口。由于(yu)(yu)(yu)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)過(guo)程中(zhong)的氧化(hua)反應產生了大量的熱,所以(yi)激光(guang)氧氣(qi)(qi)(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)所需要的能量只(zhi)是(shi)熔化(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的1/2,而切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)速度遠遠大于(yu)(yu)(yu)激光(guang)汽化(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)和(he)熔化(hua)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)。激光(guang)氧氣(qi)(qi)(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)主(zhu)要用于(yu)(yu)(yu)碳鋼、鈦鋼以(yi)及熱處理鋼等易(yi)氧化(hua)的金屬(shu)材料。
激光劃片與控制斷裂
激(ji)光(guang)(guang)劃片是利用(yong)高能量密度的(de)激(ji)光(guang)(guang)在(zai)脆性材料的(de)表面進行掃描,使(shi)材料受熱(re)蒸發出一(yi)(yi)條小(xiao)槽(cao),然后(hou)施加一(yi)(yi)定的(de)壓力,脆性材料就會(hui)沿小(xiao)槽(cao)處(chu)裂開。激(ji)光(guang)(guang)劃片用(yong)的(de)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)一(yi)(yi)般為Q開關激(ji)光(guang)(guang)器(qi)和CO2激(ji)光(guang)(guang)器(qi)。控制斷(duan)裂是利用(yong)激(ji)光(guang)(guang)刻槽(cao)時所(suo)產生(sheng)的(de)陡峭的(de)溫度分布,在(zai)脆性材料中(zhong)產生(sheng)局部熱(re)應力,使(shi)材料沿小(xiao)槽(cao)斷(duan)開。
激(ji)光(guang)切割(ge)與(yu)其他熱切割(ge)方法相比較(jiao),總的(de)特點是切割(ge)速度快、質(zhi)量高。