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激光切割技術(shù)解讀
閱讀：528 發(fā)布時(shí)間：2021-9-9
激光是什么?
激光，一種受激輻射而得到的加強(qiáng)光
基本特征：
強(qiáng)度高，亮度大
波長(zhǎng)頻率確定，單色性好
相干性好，相干長(zhǎng)度長(zhǎng)
方向性好，幾乎是一束平行光
當(dāng)激光束照射到工件表面時(shí)，光能被吸收，轉(zhuǎn)化成熱能，使照射斑點(diǎn)處溫度迅速升高、熔化、氣化而形成小坑，由于熱擴(kuò)散，使斑點(diǎn)周圍金屬熔化，小坑內(nèi)金屬蒸氣迅速膨脹，產(chǎn)生微型爆炸，將熔融物高速噴出并產(chǎn)生一個(gè)方向性很強(qiáng)的反沖擊波，于是在被加工表面上打出一個(gè)上大下小的孔。
普通燈光與激光的比較
激光的產(chǎn)生
激光的發(fā)生氣體
的特點(diǎn)
1.切割質(zhì)量好
激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點(diǎn)是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個(gè)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(zhì)量。
①激光切割切口細(xì)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(dá)±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(jī)械加工，零部件可直接使用。
③材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)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(xiàn)較為規(guī)則的長(zhǎng)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(jī)上一般配有多臺(tái)數(shù)控工作臺(tái)，整個(gè)切割過程可以全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。操作時(shí)，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀金屬零件切割，既可進(jìn)行二維切割，又可實(shí)現(xiàn)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(dá)24m/min;切割2mm厚的不銹鋼，切割速度可達(dá)9m/min。
4.非接觸式切割
激光切割時(shí)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(shù)。激光切割過程噪聲低，振動(dòng)小，無污染。
5.切割材料的種類多
金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。但是對(duì)于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對(duì)激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)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(yīng)用范圍
大多數(shù)激光切割機(jī)都由數(shù)控程序進(jìn)行控制操作或做成切割機(jī)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(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國(guó)大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)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(fù)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(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長(zhǎng)桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。
影響切割的因素
切割氣體
焦點(diǎn)位置
如何改善切割質(zhì)量