激光切割是由电子放电作为供给能源,通过 He、N2、CO2 等混合气体为激发媒介,利用反射镜组Y轴最大定位速度
不同的材料,切割方法不一样,主要分为熔化切割、氧化切割、气化切割、导向断裂切割等。
在激光熔化切割中,工件材料在激光束的照射下局部熔化,熔化的液态材料被气体吹走,形成切缝,切割仅在液态下进展,故称为熔化切割。切割时在与激光同轴的方向供给高纯度的不活泼气体,辅助气体仅将熔化金属吹出切缝,不与金属反响。这种切割方法的激光功率密度在107W/cm2左右。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。
最大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
与熔化切割不同,激光氧化切割使用活泼的氧气作为辅助气体。由于氧与已经炽热了的金属材料发生化学反响,释放出大量的热,结果是材料进一步被加热。
材料外表在激光束照射下很快被加热到燃点温度,与氧气发生激烈的燃烧反响,放出大量热量,在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔周围被熔化的加工材料所包围。
燃烧物质转移成熔渣,控制氧和加工材料的燃烧速度,氧气流速越高,燃烧化学反响和去除熔渣的速度也越快。但是 ,如果氧气速度过快,将导致割缝出口处的反响产物即金属氧化物的快速冷却,对切割质量造成不利影响。
切割过程存在两个热源:激光束照射能和化学反响所产生的热能。据估计,切割碳钢时,氧化反响所产生的热能占切割所需能量的60%。
在氧化切割过程中,如果氧化燃烧的速度高于激光束移动的速度,割缝将变宽且粗糙,反之,如果移动速度慢,如此割缝窄而光滑。
激光束焦点处功率密度非常高,可达106W/cm2以上,激光光能转换成热能,保持在极小的X围内,材料很快被加热至气化温度,局部材料气化为蒸汽逸去,局部材料被辅助气体吹走,随着激光束与材料之间的连续不断的相对运动,便形成宽度很窄〔〕的割缝。这种切割方法的功率密度在108W/cm2左右。一些不能熔化的材料如木材、碳素材料和某些塑料即通过这种方法进展切割。
激光氧化切割在加工精细模型和尖角时是不好的〔有烧掉尖角的危险〕。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供给和材料的热传导率。
对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进展高速、可控的切断,称为导向断裂切割。这种切割过程主要内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。BG真人下载