| （1）激光切割的原理 激光切割是利用經(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。激光切割屬于熱切割方法之一,。激光切割的原理見下圖,。 k: E% D4 D1 b8 g- a  （2）激光切割的分類 3 g, d: J: ~0 W5 S 激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割,、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類,。 1）激光汽化切割 9 O9 `6 x) }) G5 F {5 f 利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升,，在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn),，材料開始汽化，形成蒸氣,。這些蒸氣的噴出速度很大,，在蒸氣噴出的同時(shí)，在材料上形成切口,。材料的汽化熱一般很大,，所以激光汽化切割時(shí)需要很大的功率和功率密度。 ; E' B s* H; i5 v/ F' U/ m: H5 c 激光汽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）激光熔化切割 : D1 y. }& |7 \8 }- l 激光熔化切割時(shí),，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(qiáng)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,。 8 ?- N/ h3 R6 q2 _- i1 T1 h 3）激光氧氣切割 激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割,。它是用激光作為預(yù)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(yīng)，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(yīng)區(qū)吹出,，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱,，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光汽化切割和熔化切割。 & U8 L B. F) d. C% s3 p 激光氧氣切割主要用于碳鋼,、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料,。 9 u! c9 p, q6 |5 _, b 4）激光劃片與控制斷裂 激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)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(huì)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(shí)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(yīng)力，使材料沿小槽斷開,。 激光切割的特點(diǎn) 激光切割與其他熱切割方法相比較,，總的特點(diǎn)是切割速度快、質(zhì)量高,。具體概括為如下幾個(gè)方面,。 ⑴ 切割質(zhì)量好 由于激光光斑小、能量密度高,、切割速度快,，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。 4 r. T2 R# C) B* U ① 激光切割切口細(xì)窄,，切縫兩邊平行并且與表面垂直,，切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm,。 ② 切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米,，甚至激光切割可以作為最后一道工序,，無需機(jī)械加工，零部件可直接使用,。 ) ]4 M' `$ B3 _0 Q; v0 Q+ [# _ ③ 材料經(jīng)過激光切割后,，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響,，并且工件變形小,，切割精度高，切縫的幾何形狀好,，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形,。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表1,，切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板,。 ⑵ 切割效率高 由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)上一般配有多臺(tái)數(shù)控工作臺(tái),，整個(gè)切割過程可以全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控,。操作時(shí),，只需改變數(shù)控程序,，就可適用不同形狀零件的切割，既可進(jìn)行二維切割,，又可實(shí)現(xiàn)三維切割,。  . z0 g! P# G8 D9 Z3 O o⑶ 切割速度快 用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達(dá)600cm/min,；切割5mm厚的聚丙烯樹脂板,，切割速度可達(dá)1200cm/min。材料在激光切割時(shí)不需要裝夾固定,，既可節(jié)省工裝夾具,，又節(jié)省了上、下料的輔助時(shí)間,。 ⑷ 非接觸式切割 ' \3 }$ @* F8 u; c+ r" e 激光切割時(shí)割炬與工件無接觸,，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件,，不需要更換“刀具”,，只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低,，振動(dòng)小,，無污染,。 ^( V% Y6 {" l4 T3 t3 z( L ⑸ 切割材料的種類多 3 C, |- x. r1 \" k- A$ {: f 與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多,，包括金屬,、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料,、皮革,、木材及纖維等。但是對(duì)于不同的材料,，由于自身的熱物理性能及對(duì)激光的吸收率不同,，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。采用CO2激光器,，各種材料的激光切割性能見表2,。 9 E2 `. Z: {* z+ j/ j# u  |