激光切割技术以及应用

激光切割技术以及应用

激光切割技术作为一种新兴加工方法，其具有加工灵活性和高效率，高质量的特性，在金属加工领域广泛采用，利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。

一、原理：激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。

二、分类：激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。下面逐一介绍下。

激光熔化切割：用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等)，依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。

激光氧气切割：原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。

激光汽化切割：利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。

激光划片：是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。

三、激光切割特点

⑴ 切割质量好

⑵ 切割效率高

⑶ 切割速度快

⑷ 非接触式切割

⑸ 切割材料的种类多

四、特性

1.切缝窄工件变形小

2.无接触加工

3.适应性和灵活性好

五、优势

第一，精度高：定位精度0．05mm，重复定位精度0．02mm。第二，切缝窄：激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度，材料很陕加热至气化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。第三，切割面光滑：切割面无毛刺。第四，速度快：切割速度可达lOm／min，最大定位速度可达70m／m／n，比线切割的速度快很多。第五，切割质量好：无接触切割，切边受热影响很小，基本没有工件热变形，完全避免材料冲剪时形成的塌边，切缝一般不需要二次加工。第六，不损伤工件：激光切割头不会与材料表面相接触，保证不划伤工件。第七，不受被切材料的硬度影响：激光可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工，不管什么样的硬度，都可以进行无变形切割。第八，不受工件外形的影响：激光加工柔性好，可以加工任意图形，可以切割管材及其他异型材。第九，可以对非金属进行切割加工。第十，节约模具投资：激光加工不需模具，没有模具消耗，无须修理模具，节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，尤其适合大件产品的加工。十一，节省材料：采用电脑编程，可以把不同外形的产品进行整张板材料套裁，最大限度地提高材料的利用率。十二，缩短了新产品制造周期：新产品试制，数量小，结构不确定、随时会改动，根本不能出模具，激光切割机大大缩短了新产品制造周期，减少了模具投入。

作为一项较为先进的加工技术，激光切割技术无论是从其发展前景，还是应用的重要性，对整个工业行业的发展具有积极的促进作业。激光切割技术的应用不仅提高加工的工作效率，同时还促使加工的工序更为精致。