激光切割加工的原理

2022-07-21

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激光切割加工是利用經(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、氣化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實現(xiàn)將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。

一.激光切割加工的分類

1.氣化切割

利用高能量密度的激光束加熱工件。在短的時間內(nèi)汽化，形成蒸氣。在材料上形成切口。材料的氣化熱一般很大，所以激光氣化切割時需要大的功率和功率密度。

激光氣化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（如紙、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。

2.熔化切割

激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，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。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。

3.氧氣切割

它是用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發(fā)生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區(qū)吹出，而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。

激光切割加工主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

4.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(guān)激光器和CO2激光器。

控制斷裂是利用激光刻槽時所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應力，使材料沿小槽斷開。

激光切割加工.jpg

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