激光切割
切縫窄工件變形小
激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達到很高的功率密度。這時光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分,材料很快加熱至汽化程度,蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小,基本沒有工件變形。切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡,防止進入透鏡座內污染鏡片并導致鏡片過熱。
氣化切割
激光束焦點處功率密度非常高,可達106W/cm2以上,激光光能轉換成熱能,保持在的范圍內,材料很快被加熱至氣化溫度,部分材料氣化為蒸汽逸去,部分材料被輔助氣體吹走,隨著激光束與材料之間的連續不斷的相對運動,便形
成寬度很窄(如0.2mm)的割縫。這種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過這種方法進行切割。 ?
激光氧化切割在加工精密模型和尖角時是不好的(有燒掉尖角的危險)。可以用脈沖模式的激光來限制熱影響。
所用的激光功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,限制因數就是氧氣的供應和材料的熱傳導率。
激光切割技術比其他方法的明顯優點是:
(1)切割質量好。切口寬度窄(一般為0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距誤差0.1--0.4mm,輪廓尺寸誤差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra為12.5--25μm),切縫一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min;2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min,熱影響區小,變形極i小。
(3)清潔、安全、無污染。大大改善了操作人員的工作環境。當然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超過電加工;就切割厚度而言難以達到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優點足以證明:CO2激光切割已經和正在取代一部分傳統的切割工藝方法,特別是各種非金屬材料的切割。它是發展迅速,日益廣,的一種先進加工方法。