激光切割技術解讀
激光是什么?
激光,一種受激輻射而得到的加強光
基本特征:
強度高,亮度大
波長頻率確定,單色性好
相干性好,相干長度長
方向性好,幾乎是一束平行光
當激光束照射到工件表面時,光能被吸收,轉化成熱能,使照射斑點處溫度迅速升高、熔化、氣化而形成小坑,由于熱擴散,使斑點周圍金屬熔化,小坑內金屬蒸氣迅速膨脹,產生微型爆炸,將熔融物高速噴出并產生一個方向性很強的反沖擊波,于是在被加工表面上打出一個上大下小的孔。
普通燈光與激光的比較

激光的產生

激光的發生氣體

的特點
1.切割質量好
激光切割與其他熱切割方法相比較,總的特點是切割速度快、質量高。具體概括為如下幾個方面。
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量。
①激光切割切口細窄,切縫兩邊平行并且與表面垂直,切割零件的尺寸精度可達±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道工序,無需機械加工,零部件可直接使用。
③材料經過激光切割后,熱影響區寬度很小,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較為規則的長方形。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。
2.切割效率高
由于激光的傳輸特性,激光切割機上一般配有多臺數控工作臺,整個切割過程可以全部實現數控。操作時,只需改變數控程序,就可適用不同形狀金屬零件切割,既可進行二維切割,又可實現三維切割。
3.切割速度快
用功率為2000W的激光切割1mm厚的低碳鋼板,切割速度可達24m/min;切割2mm厚的不銹鋼,切割速度可達9m/min。

4.非接觸式切割
激光切割時割炬與工件無接觸,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。激光切割過程噪聲低,振動小,無污染。
5.切割材料的種類多
金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料,由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同,表現出不同的激光切割適應性。采用CO2激光器,各種材料的激光切割性能見表2。

激光切割的應用范圍
大多數激光切割機都由數控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光切割作為一種精密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。
在汽車制造領域,小汽車頂窗等空間曲線的切割技術都已經獲得廣泛應用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領域,激光切割技術主要用于特種航空材料的切割,如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。
影響切割的因素

切割氣體

焦點位置

如何改善切割質量
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