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激光切割的原理是啥

点击量:293时间:2021/7/27 18:24:32

  激光切割是用高功率密度的激光束扫描材料表面,在极短的时间内将材料从数千加热到数万使材料熔融或气化,用高压气体将熔融或气化的物质从狭缝中吹走,从而达到切断材料的目的。 激光切割使用不可见的光束代替传统的机械刃,因此激光头的机械部分不与作业接触,在作业中不会损伤作业表面; 激光切割速度快,切口光滑平整,一般不需要后加工; 切割热影响区小,板材变形小,狭缝狭窄(0.1mm~0.3mm? ); 切口无机械应力,无剪切毛刺; 加工精度高,再现性好,不损伤材料表面; 数控编程可以加工任意平面图,切割整个宽厚板,无需打开模具,经济节约时间。


  激光切割主要是CO2激光切割。 CO2激光切割是在材料表面用聚光镜聚光CO2激光束使材料熔融的同时,用与激光束同轴的压缩气体将熔融的材料吹走,使激光束和材料沿着一定的轨迹相对移动,从而形成一定形状的裂缝。 CO2激光切割技术比其他方法明显的优点是: (1)切割质量好。 切口宽度窄,一般为0.1- -0.5mm,精度高,一般为孔中心距误差0.1-0.4mm,轮廓尺寸误差0.1-0.5mm,切口表面粗糙度好,一般Ra为12.5-25m,切口无需再加工即可焊接)切断速度快。 例如采用2KW的激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min; 厚2mm的不锈钢切断速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。 (三)清洁、安全、无污染。 操作员的工作环境得到了很大改善。 当然,在精度和切口的表面粗糙度方面,CO2激光切割不能超过电加工;在切割厚度上很难达到火焰和等离子体切割的水平。


  CO2激光切割的几个关键技术:一是焦点位置控制技术。 聚焦透镜的焦点深度越小,焦点直径越小,因此控制焦点相对于被切削材料表面的位置很重要。 二是切割穿孔技术。 任何一种热切割技术一般都必须在板上开一个小孔,除非可以从板的边缘开始。 在激光冲压复合机中,先用冲头打孔,然后用激光从孔中切割。 三是喷嘴设计和气流控制技术。 激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束通过喷嘴照射到被切割材料上,形成气流束。 对气流的基本要求是进入切口的气流流量大、速度高、充分的氧化能使切口的材料发生充分的放热反应; 同时有足够的运动量喷射熔融材料并吹出。激光切割工艺多种多样,熔融切割是指入射激光束的功率密度超过某一值时,材料内部在光束照射点开始蒸发,形成空隙; 汽化切割通过用高功率密度的激光束加热,避免热传导引起的熔化,从而使一些材料汽化后变成蒸汽消失; 氧化切断是指材料在激光束的照射下着火,与氧气发生剧烈的化学反应产生另一热源; 据悉,对受热易破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切割,引起该区域较大的热梯度和严重的机械变形,使材料形成裂纹,控制断裂切割。


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