激光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)機的激光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)技(ji)術是利(li)用經聚焦的高(gao)功(gong)率密度激光(guang)(guang)束(shu)照射工件,使被(bei)照射的材料迅速熔(rong)化、汽(qi)化、燒蝕(shi)或達到燃點(dian),同時借助與光(guang)(guang)束(shu)同軸的高(gao)速氣流吹除熔(rong)融物質,從而實現將工件割(ge)開,它屬于熱切(qie)(qie)割(ge)方(fang)法之一。
激光切(qie)割是如何分(fen)類的(de)呢?
激(ji)光(guang)切(qie)割(ge)可分為激(ji)光(guang)汽化(hua)切(qie)割(ge)、激(ji)光(guang)熔化(hua)切(qie)割(ge)、激(ji)光(guang)氧氣切(qie)割(ge)和激(ji)光(guang)劃片與控制斷裂四(si)類:
不同激光切割方式的實現原理
激光汽(qi)化切割
利用高能(neng)量密度的(de)(de)(de)激光(guang)束加熱工件,使溫(wen)度迅速上升(sheng),在非(fei)(fei)常短的(de)(de)(de)時(shi)間內達到材料(liao)的(de)(de)(de)沸點(dian),材料(liao)開(kai)始(shi)汽(qi)化,形成蒸氣。這些蒸氣的(de)(de)(de)噴(pen)出速度很(hen)(hen)快,在蒸氣噴(pen)出的(de)(de)(de)同時(shi),在材料(liao)上形成切口。材料(liao)的(de)(de)(de)汽(qi)化熱一般很(hen)(hen)大,所以激光(guang)汽(qi)化切割時(shi)需(xu)要很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)功率(lv)和(he)功率(lv)密度。激光(guang)汽(qi)化切割多用于極薄(bo)金(jin)屬材料(liao)和(he)非(fei)(fei)金(jin)屬材料(liao)(如紙、布、木材、塑料(liao)和(he)橡皮等)的(de)(de)(de)切割。
激光熔化切割
激光(guang)熔化(hua)切(qie)(qie)割(ge)時,用激光(guang)加熱(re)使金屬(shu)材(cai)料熔化(hua),然(ran)后通(tong)過(guo)與(yu)光(guang)束同軸的(de)噴嘴噴吹非氧化(hua)性(xing)氣體(Ar、He、N等(deng)),依(yi)靠氣體的(de)強大壓(ya)力使液態金屬(shu)排出,形成切(qie)(qie)口(kou)。激光(guang)熔化(hua)切(qie)(qie)割(ge)不(bu)(bu)(bu)需(xu)要(yao)使金屬(shu)完全(quan)汽(qi)化(hua),所需(xu)能(neng)量只有汽(qi)化(hua)切(qie)(qie)割(ge)的(de)1/10。激光(guang)熔化(hua)切(qie)(qie)割(ge)主要(yao)用于一些不(bu)(bu)(bu)易氧化(hua)的(de)材(cai)料或活性(xing)金屬(shu)的(de)切(qie)(qie)割(ge),如不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼、鈦、鋁及其合金等(deng)。
激光氧氣(qi)切割
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)氧(yang)(yang)氣切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)原理(li)類(lei)似(si)于(yu)氧(yang)(yang)乙炔切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)。它是(shi)用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)作為預(yu)熱(re)熱(re)源(yuan),用(yong)氧(yang)(yang)氣等(deng)活性氣體(ti)作為切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)氣體(ti)。噴吹出(chu)的(de)(de)氣體(ti)一(yi)方(fang)面與切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)金屬作用(yong),發生(sheng)氧(yang)(yang)化(hua)反應(ying)(ying),放出(chu)大(da)(da)量的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)熱(re);另一(yi)方(fang)面把熔融的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物和(he)熔化(hua)物從反應(ying)(ying)區吹出(chu),在(zai)金屬中形成切(qie)(qie)口。由于(yu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)過程中的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)反應(ying)(ying)產生(sheng)了(le)大(da)(da)量的(de)(de)熱(re),所以(yi)(yi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)氧(yang)(yang)氣切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)所需要的(de)(de)能(neng)量只是(shi)熔化(hua)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)1/2,而切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)速度遠遠大(da)(da)于(yu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)汽化(hua)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)和(he)熔化(hua)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)氧(yang)(yang)氣切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)主(zhu)要用(yong)于(yu)碳鋼、鈦鋼以(yi)(yi)及(ji)熱(re)處理(li)鋼等(deng)易氧(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)金屬材料。
激光劃片與控制(zhi)斷裂
激(ji)(ji)(ji)光(guang)劃(hua)片是利(li)用(yong)高(gao)能量密度的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)在脆(cui)(cui)(cui)性(xing)材(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)表面(mian)進行掃描,使(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料受熱(re)(re)蒸發出一(yi)條小槽(cao)(cao),然后施加一(yi)定的(de)壓力(li),脆(cui)(cui)(cui)性(xing)材(cai)(cai)(cai)(cai)料就會沿小槽(cao)(cao)處(chu)裂開。激(ji)(ji)(ji)光(guang)劃(hua)片用(yong)的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)器一(yi)般為(wei)Q開關激(ji)(ji)(ji)光(guang)器和CO2激(ji)(ji)(ji)光(guang)器。控制斷裂是利(li)用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)刻槽(cao)(cao)時(shi)所產生的(de)陡峭的(de)溫(wen)度分布,在脆(cui)(cui)(cui)性(xing)材(cai)(cai)(cai)(cai)料中產生局部熱(re)(re)應(ying)力(li),使(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料沿小槽(cao)(cao)斷開。
激(ji)光(guang)切(qie)割(ge)與(yu)其(qi)他(ta)熱切(qie)割(ge)方法相比較(jiao),總的特點是(shi)切(qie)割(ge)速度快、質(zhi)量高。