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激光切割利用激光束作為熱源的熱切割,工作原理與激光焊相似。激光切割的溫度超過11000℃,足以使任何材料氣化,因此在激光切割時,除熔化外,氣化也起著重要的作用。有些材料(例如碳和某些陶瓷)的激光切割過程則純屬氣化過程。(1)采用三維激光切割系統(tǒng)或配置工業(yè)機(jī)器人,切割空間曲線,開發(fā)各種三維切割軟件,以加快從畫圖到切割零件的過程。金屬的激光切割多采用大功率二氧化碳連續(xù)激光器。
切割時,噴射惰性氣體流,吹除切口熔化金屬,可使切口光潔平直;噴射氧氣流可提高切割速度。激光切割的切口細(xì)窄、尺寸jing確、表面光潔,質(zhì)量優(yōu)于任何其他熱切割方法。幾乎所有的金屬材料都可以用激光切割,可切割的厚度從幾微米的箔片至50毫米的板材。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
熔化切割
在激光熔化切割中,工件材料在激光束的照射下局部熔化,熔化的液態(tài)材料被氣體吹走,形成切縫,切割僅在液態(tài)下進(jìn)行,故稱為熔化切割。切割時在與激光同軸的方向供給高純度的不活潑氣體,輔助氣體僅將熔化金屬吹出切縫,不與
金屬反應(yīng)。這種切割方法的激光功率密度在107W/cm2左右。
激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫,而氣體本身不參于切割。
大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化
溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。
材料特性與激光加工關(guān)系
越是晶粒細(xì)小、表面粗糙、無銹蝕、導(dǎo)熱率低的材料越容易加工,而含碳量高、表面有鍍層或涂漆、反光率高的材料較難切割。含碳量高的金屬多屬于熔點比較高的金屬,由于難以熔化,增加了切穿的時間。(注:產(chǎn)生高峰值功率脈沖激光的元氣件電子管壽命約20000小時.價格昂貴.對6≤3薄板好采用預(yù)沖孔工藝,6≥3的板料才采用脈沖穿孔工藝)。一方面,它使得割縫加寬,表面熱影響區(qū)擴(kuò)大,造成切割質(zhì)量的不穩(wěn)定;另一方面,合金成分含量高,使液態(tài)金屬的粘度增加,使飛濺和掛渣的比率提高,加工時對激光功率、氣吹壓力的調(diào)節(jié)都提出了更高的要求。鍍層和涂漆加強(qiáng)的光的反射,使熔融因難;同時,也增加了熔渣的產(chǎn)生。