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激光切割机的工作原理及切割工艺分类

  2020-10-20         Chris         8854

激光切割机是从激光发射出来的激光,通过光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束撞击工件表面,使其达到熔点或沸点,与激光束同轴的高压气体吹走熔化或蒸发的金属。当梁相对于

   激光切割机是从激光发射出来的激光,通过光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束撞击工件表面,使其达到熔点或沸点,与激光束同轴的高压气体吹走熔化或蒸发的金属。当梁相对于工件运动时,材料最终形成狭缝,从而达到切割的目的。

   激光切割加工是取代传统的机械刀与无形的梁,高精度,快速切割,不局限于切割图案,自动排版节省材料,切口平滑,加工成本低的特性,切口无机械应力,剪切毛刺;加工精度高,重复性好,不破坏材料表面,数控编程,可以处理任意平面,可以是一个大型的格式整板切割,无需开模,经济省时。


 


激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧切割以及激光切割和控制断裂四大类。以下是针对各类切割工艺的详细分析:

1)激光汽化切割

   利用高能量密度的激光束对工件进行加热,使工件温度迅速上升,在很短的时间内达到材料的沸点。物质开始汽化,形成蒸汽。蒸汽以极快的速度喷出,在材料上造成了切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割需要较大的功率和功率密度。激光汽化切割主要用于切割极薄的金属材料和非金属材料。


2)激光熔切

   在激光熔化和切割过程中,金属材料经激光加热熔化,然后非氧化气体(Ar、He、N等)通过与光束同轴的喷嘴喷射,在气体的强大压力下将液态金属排出,形成切口。激光熔化和切割不需要金属完全汽化,只需要汽化切割能量的1/10。

激光熔合切割主要用于一些非氧化材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。


3)激光氧切割

    激光氧切割的原理与氧乙炔切割相似。它采用激光作为预热热源,氧气等活性气体作为切割气体。一方面,喷射出的气体与切削金属相互作用,产生氧化反应,释放出大量的氧化热。另一方面,熔融氧化物和熔融物质被吹出反应区,在金属上形成切口。由于切割过程中氧化反应产生大量热量,激光氧切割所需能量仅为熔炼切割所需能量的1/2,切割速度远远大于激光汽化切割和熔炼切割。激光氧切割主要用于碳钢、钛钢、热处理钢等易氧化的金属材料。


4)激光划片、控制断裂

    激光扫描是利用高能量密度激光对脆性材料的表面进行扫描,使材料加热后蒸发成槽状。然后施加一定的压力,脆性材料就会沿着狭缝开裂。激光划线一般采用q开关激光器和CO2激光器。控制断裂是利用激光开槽产生的陡峭的温度分布在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿开槽断裂。

 

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