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激光切割

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激光切割

發布日期:2014-02-10 00:00 來源:http://www.mfoid.com 點擊:

激光切割


激光切割技術廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時間,降低加工成本,提高工件質量。激光切割是應用激光聚焦後產生的高功率密度能量來實現的。與傳統的板材加工方法相比 , 激光切割其具有高的切割質量、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀)、廣泛的材料適應性等優點。


(1)激光熔化切割
 
在激光熔化切割中,工件被局部熔化後借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉移隻發生在其液態情況下,所以該過程被稱作激光熔化切割。
 
激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫,而氣體本身不參與切割。
 
——激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高於把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束隻被部分吸收。
——最大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限製因數就是割縫處的氣壓和材料


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的熱傳導率。 
——激光熔化切割對於鐵製材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。
 
——產生熔化但不到氣化的激光功率密度,對於鋼材料來說,在104W/cm²~105 W/cm²之間。
(2) 激光火焰切割
 
激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在於使用氧氣作為切割氣體。借助於氧氣和加熱後的金屬之間的相互作用,產生化學反應使材料進一步加熱。對於相同厚度的結構鋼,采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
 
另一方麵,該方法和熔化切割相比可能切口質量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區和更差的邊緣質量。
 
——激光火焰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)。可以使用脈衝模式的激光來限製熱影響。
 
——所用的激光功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,限製因數就是氧氣的供應和材料的熱傳導率。
 
(3)激光氣化切割
 
在激光氣化切割過程中,材料在割縫處發生氣化,此情況下需要非常高的激光功率。
 
為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上,材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而隻適合於應用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上隻用於鐵基合金很小的使用領域。
 
該加工不能用於,象木材和某些陶瓷等,那些沒有熔化狀態因而不太可能讓材料蒸氣再凝結的材料。另外,這些材料通常要達到更厚的切口。
 
——在激光氣化切割中,最優光束聚焦取決於材料厚度和光束質量。
 
——激光功率和氣化熱對最優焦點位置隻有一定的影響。
 
——所需的激光功率密度要大於108W/cm2,並且取決於材料、切割深度和光束焦點位置。
 
——在板材厚度一定的情況下,假設有足夠的激光功率,最大切割速度受到氣體射流速度的限製。

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