激光切割機的激(ji)(ji)光(guang)(guang)切(qie)割技術(shu)是利用(yong)經聚焦(jiao)的高(gao)功率密(mi)度激(ji)(ji)光(guang)(guang)束(shu)照(zhao)射工件,使被照(zhao)射的材料迅速熔(rong)化(hua)、汽化(hua)、燒蝕或達到燃(ran)點,同時借助與(yu)光(guang)(guang)束(shu)同軸的高(gao)速氣流吹(chui)除熔(rong)融物質(zhi),從而實現將工件割開,它屬于熱切(qie)割方法之一。
激光切割是如何分類的呢?
激(ji)光切(qie)割(ge)可分為激(ji)光汽化切(qie)割(ge)、激(ji)光熔化切(qie)割(ge)、激(ji)光氧氣切(qie)割(ge)和激(ji)光劃片與控(kong)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(yong)高能量密度的(de)(de)激(ji)光(guang)束(shu)加熱工件(jian),使溫度迅速上(shang)升,在(zai)非常(chang)短的(de)(de)時間內達到材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)沸點,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)開始汽(qi)(qi)化(hua)(hua),形(xing)成(cheng)蒸(zheng)氣。這些蒸(zheng)氣的(de)(de)噴出速度很(hen)快,在(zai)蒸(zheng)氣噴出的(de)(de)同(tong)時,在(zai)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)上(shang)形(xing)成(cheng)切(qie)口。材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)汽(qi)(qi)化(hua)(hua)熱一(yi)般很(hen)大,所以激(ji)光(guang)汽(qi)(qi)化(hua)(hua)切(qie)割(ge)時需要很(hen)大的(de)(de)功率和功率密度。激(ji)光(guang)汽(qi)(qi)化(hua)(hua)切(qie)割(ge)多用(yong)于極薄金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)和非金屬材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)(如紙、布(bu)、木材(cai)(cai)(cai)(cai)、塑料(liao)(liao)(liao)(liao)和橡(xiang)皮(pi)等)的(de)(de)切(qie)割(ge)。
激光熔化切割
激(ji)光熔(rong)(rong)化(hua)切割(ge)時,用激(ji)光加熱使金屬材料熔(rong)(rong)化(hua),然(ran)后通(tong)過(guo)與光束同軸的(de)(de)噴嘴噴吹非(fei)氧(yang)化(hua)性(xing)氣體(Ar、He、N等),依(yi)靠氣體的(de)(de)強大壓力使液態金屬排出,形成切口(kou)。激(ji)光熔(rong)(rong)化(hua)切割(ge)不(bu)需要使金屬完(wan)全汽(qi)(qi)化(hua),所需能(neng)量(liang)只有汽(qi)(qi)化(hua)切割(ge)的(de)(de)1/10。激(ji)光熔(rong)(rong)化(hua)切割(ge)主要用于(yu)一些不(bu)易(yi)氧(yang)化(hua)的(de)(de)材料或活(huo)性(xing)金屬的(de)(de)切割(ge),如不(bu)銹鋼、鈦、鋁及其合金等。
激光氧氣切割
激(ji)光氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)切割(ge)(ge)(ge)(ge)原(yuan)理(li)類似(si)于(yu)(yu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)乙炔(gui)切割(ge)(ge)(ge)(ge)。它(ta)是用(yong)激(ji)光作(zuo)為預(yu)熱(re)熱(re)源,用(yong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)等(deng)活性氣(qi)體(ti)作(zuo)為切割(ge)(ge)(ge)(ge)氣(qi)體(ti)。噴(pen)吹出(chu)的(de)(de)氣(qi)體(ti)一方(fang)面與切割(ge)(ge)(ge)(ge)金屬作(zuo)用(yong),發(fa)生氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應,放(fang)出(chu)大量的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)熱(re);另一方(fang)面把熔融的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物和熔化(hua)(hua)(hua)物從(cong)反(fan)(fan)應區吹出(chu),在金屬中形成切口(kou)。由于(yu)(yu)切割(ge)(ge)(ge)(ge)過程(cheng)中的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應產(chan)生了(le)大量的(de)(de)熱(re),所以(yi)激(ji)光氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)切割(ge)(ge)(ge)(ge)所需(xu)要的(de)(de)能量只(zhi)是熔化(hua)(hua)(hua)切割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)1/2,而切割(ge)(ge)(ge)(ge)速度遠遠大于(yu)(yu)激(ji)光汽化(hua)(hua)(hua)切割(ge)(ge)(ge)(ge)和熔化(hua)(hua)(hua)切割(ge)(ge)(ge)(ge)。激(ji)光氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)切割(ge)(ge)(ge)(ge)主要用(yong)于(yu)(yu)碳鋼(gang)、鈦鋼(gang)以(yi)及熱(re)處理(li)鋼(gang)等(deng)易(yi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)金屬材料。
激光劃片與控制斷裂
激(ji)光(guang)劃片(pian)是利用高能量密(mi)度的激(ji)光(guang)在脆性(xing)材(cai)(cai)料(liao)的表面進行掃描,使(shi)材(cai)(cai)料(liao)受(shou)熱蒸發出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性(xing)材(cai)(cai)料(liao)就(jiu)會沿(yan)小槽處(chu)裂(lie)開(kai)。激(ji)光(guang)劃片(pian)用的激(ji)光(guang)器一般(ban)為(wei)Q開(kai)關(guan)激(ji)光(guang)器和(he)CO2激(ji)光(guang)器。控制斷(duan)(duan)裂(lie)是利用激(ji)光(guang)刻(ke)槽時所產生(sheng)(sheng)的陡峭的溫度分(fen)布,在脆性(xing)材(cai)(cai)料(liao)中產生(sheng)(sheng)局部熱應(ying)力,使(shi)材(cai)(cai)料(liao)沿(yan)小槽斷(duan)(duan)開(kai)。
激(ji)光切割(ge)(ge)與其他(ta)熱切割(ge)(ge)方法相比較,總的特(te)點是切割(ge)(ge)速度快、質(zhi)量(liang)高。