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激光切割的原理

[ 发布日期:2017-11-06 点击:1442 来源:洛阳富海合精工机械有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°反射镜变为垂直向下的激光束,后经透镜聚焦,在焦点处聚成小的光斑,在光斑处会焦的激光功率密度高达10^6~10^9W/cm^2。

  激光切割是利用经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、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之。

  激光切割的分类

  1、汽化切割

  利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化,形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热般很大,所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。

  激光汽化切割多用于薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

  2、熔化切割

  激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,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些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。

激光切割

  3、氧气切割

  它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。

  激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

  4、划片与控制断裂

  激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出条小槽,然后施加定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器般为Q开关激光器和CO2激光器。

  控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。

  激光切割作为种精密的加工方法,几乎可以切割所有的材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。激光切割成形技术在非金属材料域也有着较为广泛的应用。如氮化硅、陶瓷、石英等;柔性材料,如布料、纸张、塑料板、橡胶等。