激光切(qie)割(ge)(ge)機(ji)的激光切(qie)割(ge)(ge)技(ji)術是利(li)用經聚焦(jiao)的高功率密度激光束照射工(gong)件(jian),使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒(shao)蝕或達到燃(ran)點,同(tong)時借助與光束同(tong)軸的高速氣流吹除熔融物質,從(cong)而實現將(jiang)工(gong)件(jian)割(ge)(ge)開,它(ta)屬于熱切(qie)割(ge)(ge)方法之(zhi)一。
激光切割是如何分類的呢?
激(ji)光切割可分(fen)為激(ji)光汽化(hua)切割、激(ji)光熔(rong)化(hua)切割、激(ji)光氧氣切割和激(ji)光劃(hua)片與(yu)控制(zhi)斷裂四類(lei):
不同激光切割方(fang)式的實現原理
激光(guang)汽化切割
利用(yong)高(gao)能量(liang)密(mi)度的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)光束加熱(re)工件,使溫度迅速上升,在非常短(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間內達(da)到材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)沸(fei)點(dian),材(cai)(cai)料(liao)(liao)開始汽(qi)化,形成(cheng)蒸(zheng)氣。這(zhe)些蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)(de)(de)噴(pen)出速度很(hen)快,在蒸(zheng)氣噴(pen)出的(de)(de)(de)(de)(de)同時(shi)(shi),在材(cai)(cai)料(liao)(liao)上形成(cheng)切(qie)(qie)口。材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)化熱(re)一般很(hen)大(da),所以(yi)激(ji)光汽(qi)化切(qie)(qie)割(ge)時(shi)(shi)需要很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)率和(he)功(gong)率密(mi)度。激(ji)光汽(qi)化切(qie)(qie)割(ge)多用(yong)于極薄(bo)金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)非金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(如紙、布(bu)、木材(cai)(cai)、塑料(liao)(liao)和(he)橡皮等)的(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)割(ge)。

激(ji)光熔化切割
激光熔(rong)化(hua)(hua)切(qie)(qie)割(ge)時,用激光加熱(re)使金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)熔(rong)化(hua)(hua),然后通過與光束同軸的(de)(de)噴嘴噴吹非氧化(hua)(hua)性氣體(Ar、He、N等),依靠(kao)氣體的(de)(de)強大壓(ya)力使液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)排出,形成切(qie)(qie)口。激光熔(rong)化(hua)(hua)切(qie)(qie)割(ge)不(bu)需(xu)要(yao)使金(jin)屬(shu)(shu)完全汽化(hua)(hua),所需(xu)能(neng)量只有汽化(hua)(hua)切(qie)(qie)割(ge)的(de)(de)1/10。激光熔(rong)化(hua)(hua)切(qie)(qie)割(ge)主要(yao)用于一(yi)些不(bu)易(yi)氧化(hua)(hua)的(de)(de)材(cai)料(liao)或活性金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)切(qie)(qie)割(ge),如(ru)不(bu)銹鋼、鈦、鋁及其合金(jin)等。
激光(guang)氧(yang)氣(qi)切割
激(ji)光(guang)氧(yang)(yang)(yang)氣切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)原理類似于氧(yang)(yang)(yang)乙炔(gui)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)。它(ta)是用(yong)(yong)激(ji)光(guang)作為(wei)預熱(re)熱(re)源,用(yong)(yong)氧(yang)(yang)(yang)氣等活性氣體作為(wei)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)氣體。噴吹出的(de)氣體一方(fang)(fang)面(mian)與(yu)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)金(jin)屬(shu)作用(yong)(yong),發生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)反應(ying)(ying),放出大(da)量的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)熱(re);另一方(fang)(fang)面(mian)把熔融的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)和熔化(hua)物(wu)從反應(ying)(ying)區吹出,在金(jin)屬(shu)中(zhong)形成切(qie)(qie)(qie)口。由于切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)過程中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)反應(ying)(ying)產生(sheng)了大(da)量的(de)熱(re),所(suo)(suo)以激(ji)光(guang)氧(yang)(yang)(yang)氣切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)所(suo)(suo)需要的(de)能量只(zhi)是熔化(hua)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)的(de)1/2,而切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度遠遠大(da)于激(ji)光(guang)汽化(hua)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)和熔化(hua)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)。激(ji)光(guang)氧(yang)(yang)(yang)氣切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)主(zhu)要用(yong)(yong)于碳鋼(gang)(gang)、鈦鋼(gang)(gang)以及熱(re)處(chu)理鋼(gang)(gang)等易(yi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料。
激光劃片與控制斷裂
激光劃片(pian)是利用(yong)高能量密(mi)度(du)的(de)激光在脆(cui)(cui)性材料(liao)的(de)表面(mian)進行(xing)掃描,使材料(liao)受熱蒸(zheng)發(fa)出(chu)一條小槽,然(ran)后施(shi)加(jia)一定(ding)的(de)壓力,脆(cui)(cui)性材料(liao)就會(hui)沿(yan)小槽處裂開。激光劃片(pian)用(yong)的(de)激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。控制斷裂是利用(yong)激光刻槽時(shi)所產生的(de)陡峭的(de)溫(wen)度(du)分布,在脆(cui)(cui)性材料(liao)中產生局(ju)部熱應力,使材料(liao)沿(yan)小槽斷開。
激光切(qie)割(ge)與其(qi)他熱(re)切(qie)割(ge)方法相比較,總(zong)的特點是切(qie)割(ge)速度快、質量(liang)高(gao)。