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激光束聚焦成很小的光點其小直徑可小于0.1mm),使焦點處達到很高的功率密度可超過106W/cm2)。這時光束輸入(由光能轉換)的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分,材料很快加熱至汽化濕度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續(xù)形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫。切邊熱影響很小,基本沒有工件變形。
切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體。鋼切割時得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等材料切割使用惰性氣體。進入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡,防止進入透鏡座內污染鏡片并導致鏡片過熱。
劃片與控制斷裂
激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。
控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產生局部熱應力,使材料沿小槽斷開。
大多數(shù)激光切割機都由數(shù)控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光切割作為一種精密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。
蛙跳是激光切割機的空程方式。如下圖所示,切割完孔1,接著要切割孔2。切要從點A移動到點B。當然,移動過程中要關閉激光。從點A到點B之間的運動過程,機器“空”跑,稱為空程。