激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。激光汽化切割:利用高能量密度的激光束加熱工件,使溫度迅速上升,在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn),材料開始汽化,形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大,在蒸氣噴出的同時(shí),在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光汽化切割時(shí)需要很大的功率和功率密度。激光切割機(jī)是鈑金加工的一次工藝革命,是鈑金加工中的“加工中央”;激光切割機(jī)柔性化程度高,切割速度快,出產(chǎn),產(chǎn)品出產(chǎn)周期短,為客戶贏得了廣泛的市場,該技術(shù)的有效生命期長,國外超過2毫米厚度的板材大都采用激光切割機(jī),很多國外的一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期。
當(dāng)工件厚度較大(如板厚為2~4mm)時(shí),采用正常的氣體壓力穿孔,在工件表面上會形成尺寸比較大的溶坑。不但影響切割質(zhì)量,而且熔融物質(zhì)濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時(shí)宜適當(dāng)增大輔助氣體的壓力,同事略微增大噴嘴的孔徑與工件的距離。切割速度快:用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板,切割速度可達(dá)600cm/min;切割5mm厚的聚樹脂板,切割速度可達(dá)1200cm/min。材料在激光切割時(shí)不需要裝夾固定,既可節(jié)省工裝夾具,又節(jié)省了上、下料的輔助時(shí)間。激光切割前需先根據(jù)材質(zhì)調(diào)整光束焦點(diǎn)在工件上的位置,由于激光束,特別是CO2氣體激光,一般肉眼看不到,可采用楔形塊檢測出焦點(diǎn)位置,然后調(diào)節(jié)割炬的高度,使焦點(diǎn)處于設(shè)定位置。
光氧氣切割:激光氧氣切割原理類似于氧切割。它是用激光作為預(yù)熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發(fā)生氧化反應(yīng),放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出,在金屬中形成切口。激光劃片與控制斷裂:激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器。切割由于激光的傳輸特性,激光切割機(jī)上一般配有多臺數(shù)控工作臺,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,就可適用不同形狀零件的切割,既可進(jìn)行二維切割,又可實(shí)現(xiàn)三維切割。