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激光同時(shí)又具有高相干性、高強(qiáng)度性、高方向性,激光通過激光器產(chǎn)生后由反射鏡傳遞并通過聚集鏡照射到加工物品上,使加工物品(表面)受到強(qiáng)大的熱能而溫度急劇增加,使該點(diǎn)因高溫而迅速的融化或則汽化,配合激光頭的運(yùn)行軌跡從而達(dá)到加工的目的。
激光雖然是光,但它與普通光明顯不同是激光僅在初極短的時(shí)間內(nèi)激光機(jī)依賴于自發(fā)輻射,此后的過程完全由激輻射決定,因此激光具有非常純正的顏色,幾乎無發(fā)散的方向性,極高的發(fā)光強(qiáng)度。
激光切割是將從激光器發(fā)射出的激光,經(jīng)光路系統(tǒng),聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn),同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。
對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料,通過激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷,稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是:激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域,引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形,導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。設(shè)備開動(dòng)時(shí)操作人員不得擅自離開崗位或托人待管,如的確需要離開時(shí)應(yīng)停機(jī)或切斷電源開關(guān)。
激光切割用的噴嘴采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔。通常用實(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算與分析。在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。激光切割產(chǎn)生的廢渣使輔助空氣從割嘴向下吹,從而在很大的程度上減少了廢渣對(duì)聚焦鏡下部的傷害。