激(ji)光(guang)(guang)切(qie)割(ge)機的激(ji)光(guang)(guang)切(qie)割(ge)技術是利用經聚焦的高(gao)功(gong)率密(mi)度激(ji)光(guang)(guang)束(shu)照射(she)工(gong)(gong)件(jian),使被(bei)照射(she)的材料(liao)迅速熔化(hua)(hua)、汽化(hua)(hua)、燒蝕或(huo)達到燃點,同時借助與光(guang)(guang)束(shu)同軸的高(gao)速氣(qi)流吹除熔融物質(zhi),從而(er)實現(xian)將工(gong)(gong)件(jian)割(ge)開,它屬于(yu)熱(re)切(qie)割(ge)方法之一。
激光(guang)切割是如何分類(lei)的呢?
激光(guang)切(qie)(qie)割(ge)可分為激光(guang)汽化(hua)切(qie)(qie)割(ge)、激光(guang)熔(rong)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)、激光(guang)氧氣(qi)切(qie)(qie)割(ge)和激光(guang)劃片與控制斷裂(lie)四類:
不(bu)同激光切割方式的(de)實現原(yuan)理
激光汽(qi)化切割
利用高(gao)能量(liang)密度(du)的(de)激光(guang)束加熱工件,使溫(wen)度(du)迅速上升,在非常短(duan)的(de)時(shi)(shi)(shi)間內達到材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)沸點,材(cai)(cai)料(liao)(liao)開始汽(qi)化,形成(cheng)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)。這些蒸(zheng)(zheng)氣(qi)的(de)噴出速度(du)很(hen)快(kuai),在蒸(zheng)(zheng)氣(qi)噴出的(de)同(tong)時(shi)(shi)(shi),在材(cai)(cai)料(liao)(liao)上形成(cheng)切(qie)口。材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)汽(qi)化熱一般很(hen)大(da),所(suo)以激光(guang)汽(qi)化切(qie)割時(shi)(shi)(shi)需要很(hen)大(da)的(de)功率和(he)功率密度(du)。激光(guang)汽(qi)化切(qie)割多用于(yu)極薄金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)非金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(如(ru)紙、布、木(mu)材(cai)(cai)、塑料(liao)(liao)和(he)橡皮等)的(de)切(qie)割。
激(ji)光熔化(hua)切割(ge)
激光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)切割時,用激光(guang)(guang)加熱使(shi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料熔(rong)化(hua)(hua)(hua),然后(hou)通過與光(guang)(guang)束同(tong)軸的(de)噴嘴(zui)噴吹(chui)非氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)氣(qi)體(Ar、He、N等(deng)),依靠(kao)氣(qi)體的(de)強大(da)壓力使(shi)液態金(jin)(jin)屬(shu)(shu)排出(chu),形成切口。激光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)切割不需(xu)(xu)要使(shi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)完全汽(qi)化(hua)(hua)(hua),所需(xu)(xu)能量只有(you)汽(qi)化(hua)(hua)(hua)切割的(de)1/10。激光(guang)(guang)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)切割主(zhu)要用于(yu)一些(xie)不易氧化(hua)(hua)(hua)的(de)材料或活性(xing)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)切割,如不銹(xiu)鋼(gang)、鈦(tai)、鋁及(ji)其合金(jin)(jin)等(deng)。
激光氧氣(qi)切割
激光(guang)(guang)氧(yang)(yang)氣(qi)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)原理(li)類似于氧(yang)(yang)乙炔切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)。它是用(yong)激光(guang)(guang)作(zuo)為預熱熱源,用(yong)氧(yang)(yang)氣(qi)等(deng)活性氣(qi)體作(zuo)為切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)氣(qi)體。噴吹出(chu)的(de)氣(qi)體一方面與切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)金屬(shu)(shu)作(zuo)用(yong),發生氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應,放出(chu)大量的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)熱;另一方面把熔(rong)融的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物和熔(rong)化(hua)(hua)(hua)物從反應區吹出(chu),在金屬(shu)(shu)中(zhong)形成(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)口。由于切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)過程中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應產生了(le)大量的(de)熱,所(suo)以激光(guang)(guang)氧(yang)(yang)氣(qi)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)所(suo)需要(yao)(yao)的(de)能(neng)量只是熔(rong)化(hua)(hua)(hua)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)的(de)1/2,而切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)大于激光(guang)(guang)汽化(hua)(hua)(hua)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)和熔(rong)化(hua)(hua)(hua)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)。激光(guang)(guang)氧(yang)(yang)氣(qi)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)主要(yao)(yao)用(yong)于碳鋼、鈦(tai)鋼以及熱處理(li)鋼等(deng)易氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)金屬(shu)(shu)材料(liao)。
激(ji)光劃片與控制斷(duan)裂
激(ji)(ji)光(guang)(guang)劃片(pian)是利用高能量密度的激(ji)(ji)光(guang)(guang)在(zai)脆(cui)(cui)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的表面進行掃描,使(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)受熱(re)蒸發出一(yi)條小(xiao)槽,然后(hou)施加一(yi)定的壓力(li),脆(cui)(cui)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)就(jiu)會沿(yan)小(xiao)槽處(chu)裂開(kai)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)劃片(pian)用的激(ji)(ji)光(guang)(guang)器一(yi)般為(wei)Q開(kai)關(guan)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器和CO2激(ji)(ji)光(guang)(guang)器。控制(zhi)斷裂是利用激(ji)(ji)光(guang)(guang)刻槽時所產生的陡峭的溫度分布,在(zai)脆(cui)(cui)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)中產生局部熱(re)應力(li),使(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)沿(yan)小(xiao)槽斷開(kai)。
激光切(qie)割(ge)與其(qi)他熱切(qie)割(ge)方法相比(bi)較,總的(de)特點是切(qie)割(ge)速度快、質量(liang)高。