金屬激光切割

激光熔化切割激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等)，依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。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。

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。

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激光切割技術(shù)具有以下優(yōu)點：

第—，精度高：定位精度0．05mm，重復(fù)定位精度0．02mm。

第二，切縫窄：激光束聚焦成很小的光點，使焦點處達到很高的功率密度，材料很陜加熱至氣化程度，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)形成寬度很窄的切縫。切口寬度一般為0．10-0．20ram。

金屬激光切割機在切割鋁材的應(yīng)用

激光切割的優(yōu)勢在于能快速、準(zhǔn)確的將鋁箔加工成不同的形狀，該技術(shù)優(yōu)勢使得激光切割設(shè)備剛實現(xiàn)商業(yè)化就吸引了許多航空公司。激光切割激光切割的優(yōu)點之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。二十世紀(jì)七十年代，主要的制造商對激光切割技術(shù)進行了評估，他們發(fā)現(xiàn)，激光加工產(chǎn)生的微裂痕對零件的疲勞特性所產(chǎn)生損害是不允許的。潛在的增重?fù)p害了制造業(yè)的利益，就使得激光切割技術(shù)被主要的機身制造商們束之高閣。

旋轉(zhuǎn)器零部件和變速器的制造是采用大型金屬坯鍛造而成的。勞動力成本日漸提高，需要通過設(shè)備引進、改造，提高自動化程度，減少對人工的依賴。機身也包含了一些采用鍛造材料的零件，但是，機身零件絕大多數(shù)采用鋁板。傳統(tǒng)上，使用7000系列鋅基鋁合金來進行加工，這是因為該合金具有良好的靜止力度和疲勞強度。雖然7000系列鋁材料很適合航空應(yīng)用，但是它們不耐高溫?？焖偌訙兀绾附雍图す馇懈畹炔僮?，會導(dǎo)致微裂痕。微裂痕導(dǎo)致疲勞強度的降低。焊接和激光切割是兩種產(chǎn)生熱致微裂痕的加工。

激光切割的主要工藝

在高功率密度激光束的加熱下，材料表面溫度升至沸點溫度的速度是如此之快，足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。

2、熔化切割。

當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點處材料內(nèi)部開媽蒸發(fā)，形成孔洞。長期以來，金屬切割領(lǐng)域，1000W以上的CO2激光器占主導(dǎo)地位。一旦這種小孔形成，它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹走。

3、氧化熔化切割。

熔化切割一般使用惰性氣體，如果代之以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化熔化切割。

4、控制斷裂切割。

對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。由于能量密度與面積成反比，所以焦點光斑直徑盡可能的小，以便產(chǎn)生一窄的切縫。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。