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激光切割加工:
光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)將工件割開。現(xiàn)在一般使用CO2脈沖激光器,激光切割屬于熱切割方法之一。激光切割機(jī)的應(yīng)用范圍很廣,無論金屬、非金屬,都可以切割,切割非金屬,如布料,皮革等可以用CO2激光切割機(jī),切割金屬可以用光纖激光切割機(jī)。板材變形小。
早在上世紀(jì) 70 年代,激光就被用于切割。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,激光切割更被廣泛應(yīng)用于鈑金,塑料、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體以及紡織品、木材和紙質(zhì)等材料加工。
未來幾年里,激光切割在加工和微加工領(lǐng)域的應(yīng)用同樣會(huì)獲得實(shí)質(zhì)的增長。
當(dāng)聚焦的激光束照到工件上時(shí),照射區(qū)域會(huì)急劇升溫以使材料熔化或者氣化。一旦激光束穿透工件,切割過程就開始了:激光束沿著輪廓線移動(dòng),同時(shí)將材料熔化。通常會(huì)用一股噴射氣流將熔融物從切口吹走,在切割部分和板架間留下一條窄縫,窄縫幾乎與聚焦的激光束等寬。
集中穿孔可提高加工效率。目前,仍有許多激光切割機(jī)不具備自動(dòng)調(diào)焦的功能。加工厚板,穿孔、切割兩個(gè)階段的工藝參數(shù)(激光模式、功率、噴嘴高度、輔助氣體壓力等)是不同的。穿孔過程中噴嘴高度要高于切割過程。如果采取常規(guī)的加工工藝(輪廓1穿孔→輪廓1切割→輪廓2穿孔→輪廓2切割→……),為了保證切割質(zhì)量和效率,激光束的焦點(diǎn)只能按照切割的需要人工調(diào)定到佳位置(試想如果是這樣:一開始,將焦點(diǎn)人工調(diào)定到穿孔所需要的位置,穿孔;
激光束聚焦成很小的光點(diǎn)其小直徑可小于0.1mm),使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度可超過106W/cm2)。這時(shí)光束輸入(由光能轉(zhuǎn)換)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)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(dòng),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(shí)得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料,同時(shí)幫助吹走割縫內(nèi)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(jìn)入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡,防止進(jìn)入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過熱。