激光切割的主要工藝

《Amada》

一,、激光切割的主要特性
    1. 激光切割的切縫窄,，工件變形小
. Q1 @& S9 W4 M1 ?' p    激光束聚焦成很小的光點(diǎn),，使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度,。這時(shí)光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分,，材料很快加熱至汽化程度,，蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對(duì)線(xiàn)性移動(dòng),，使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫,。切邊受熱影響很小，基本沒(méi)有工件變形,。
    切割過(guò)程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體,。鋼切割時(shí)利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料，同時(shí)幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣,。切割聚丙烯一類(lèi)塑料使用壓縮空氣,，棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體,。進(jìn)入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡,，防止煙塵進(jìn)入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致 鏡片過(guò)熱。
    大多數(shù)有機(jī)與無(wú)機(jī)材料都可以用激光切割,。在工業(yè)制造系統(tǒng)占有份量很重的金屬加工業(yè),，許多金屬材料，不管它是什么樣的硬度,，都可以進(jìn)行無(wú)變形切割,。當(dāng)然，對(duì)高反射率材料,，如金,、銀、銅和鋁合金,，它們也是好的傳熱導(dǎo)體,，因此激光切割很困難，甚至不能切割,。
    激光切割無(wú)毛刺,、皺折、精度高,，優(yōu)于等離子切割,。對(duì)許多機(jī)電制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，由于微機(jī)程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件,，它往往比沖切,、模壓工藝更被優(yōu)先選用；盡管它加工速度還慢于模沖,，但它沒(méi)有模具消耗,，無(wú)須修理模具,，還節(jié)約更換模具時(shí)間，從而節(jié)省了加工費(fèi)用,，降低了生產(chǎn)成本,，所以從總體上考慮是更合算的。
. I5 S( G2 K9 u6 g( [! g    2. 激光切割是一種高能量,、密度可控性好的無(wú)接觸加工
    激光束聚焦后形成具有極強(qiáng)能量的很小作用點(diǎn)，把它應(yīng)用于切割有許多特點(diǎn),。
: |  w1 {3 N" C% I+ [7 j, A! s首先,，激光光能轉(zhuǎn)換成驚人的熱能保持在極小的區(qū)域內(nèi)，可提供（1）狹的直邊割縫,；（2）最小的鄰近切邊的熱影響區(qū),；（3）極小的局部變形。其次,，激光束對(duì)工件不施加任何力,，它是無(wú)接觸切割工具，這就意味著（1）工件無(wú)機(jī)械變形,；（2）無(wú)刀具磨損,，也談不上刀具的轉(zhuǎn)換問(wèn)題；（3）切割材料無(wú)須考慮它的硬度,，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影響,，任何硬度的材料都可以切割。 <!-- Inject Script Filtered --> 再次,，激光束可控性強(qiáng),，并有高的適應(yīng)性和柔性，因而（1）與自動(dòng)化設(shè)備相結(jié)合很方便,，容易實(shí)現(xiàn)切割過(guò)程自動(dòng)化,；（2）由于不存在對(duì)切割工件的限制，激光束具有無(wú)限的仿形切割能力,；（3）與計(jì)算機(jī)結(jié)合,，可整張板排料，節(jié)省材料,。
    3. 激光切割具有廣泛的適應(yīng)性和靈活性
    與其它常規(guī)加工方法相比,，激光切割具有更大的適應(yīng)性。
    首先,，與其他熱切割方法相比,，同樣作為熱切割過(guò)程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個(gè)極小的區(qū)域,，結(jié)果導(dǎo)致切口寬,、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。激光能切割非金屬,，而其它熱切割方法則不能,。
    二、激光切割的主要工藝
, g  c7 p7 z/ [4 B8 |    1. 汽化切割
5 ^; ~, p2 A# t2 Z$ m    在高功率密度激光束的加熱下,，材料表面溫度升至沸點(diǎn)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(guò)某一值后,，光束照射點(diǎn)處材料內(nèi)部開(kāi)媽蒸發(fā),，形成孔洞。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?chē)�的熔融材料帶��,。隨著工件移動(dòng)，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫,。
' }1 n/ \( e, x& x; s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(dòng)地從縫內(nèi)被吹走。
" b6 C+ Y! X0 d5 y" i    3. 氧化熔化切割
. H- P* u1 C) F    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(diǎn)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(chēng)為氧化熔化切割,。
1 O4 b) k' {( r( @7 n    4. 控制斷裂切割
    對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料，通過(guò)激光束加熱進(jìn)行高速,、可控的切斷,，稱(chēng)為控制斷裂切割。這種切割過(guò)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,。