激光切割技術(shù)的應(yīng)用2

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1、激光切割技術(shù)的應(yīng)用一、激光切割的主要特性1.激光切割的切縫窄，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。這吋光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴散的部分，材料很快加熱至汽化程度，蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續(xù)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。切割過程屮述添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割吋利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料，同吋幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣，棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體述能

2、冷卻聚焦透鏡，防止煙塵進入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過熱。大多數(shù)有機與無機材料都可以用激光切割。在工業(yè)制造系統(tǒng)占有份量很重的金屬加工業(yè)，許多金屬材料，不管它是什么樣的硬度，都可以進行無變形切割。當(dāng)然,對高反射率材料，如金、銀、銅和鋁合金，它們也是好的傳熱導(dǎo)體，因此激光切割很困難，甚至不能切割。激光切割無毛刺、皺折、精度高，優(yōu)于等離子切割。對許多機電制造行業(yè)來說，由于微機程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件，它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用；盡管它加工速度還慢于模沖，但它沒有模具消耗，無須修理模具，還節(jié)約更

3、換模具時間，從而節(jié)省了加工費用，降低了生產(chǎn)成木，所以從總體上考慮是更合算的。2?激光切割是?種高能量、密度可控性好的無接觸加工激光束聚焦后形成具有極強能量的很小作用點，把它應(yīng)用于切割有許多特點。首先，激光光能轉(zhuǎn)換成驚人的熱能保持在極小的區(qū)域內(nèi)，可提供（1）狹的直邊割縫；（2）最小的鄰近切邊的熱影響區(qū)；（3）極小的局部變形。其次，激光束對工件不施加任何力，它是無接觸切割工具，這就意味著（1）工件無機械變形；（2）無刀具磨損，也談不上刀具的轉(zhuǎn)換問題；（3）切割材料無須考慮它的碩度,也即激光切割能力不受被切材料的碩度影響，任何碩度的

4、材料都可以切割。再次,激光朿可控性強，并有高的適應(yīng)性和柔性，因而（1）與自動化設(shè)備相結(jié)合很方便，容易實現(xiàn)切割過程自動化；（2）曲于不存在對切割工件的限制，激光束具有無限的仿形切割能力；（3）與計算機結(jié)合，可整張板排料，節(jié)省材料。3.激光切割具有廣泛的適應(yīng)性和靈活性與其它常規(guī)加工方法相比，激光切割具有更大的適應(yīng)性。首先，與其他熱切割方法和比，同樣作為熱切割過程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個極小的區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。激光能切割非金屬，而其它熱切割方法則不能。二、激光切割的主要工藝1.汽化切割在高

5、功率密度激光束的加熱下，材料表而溫度升至沸點溫度的速度是如此z快，足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。1.熔化切割當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點處材料內(nèi)部開媽蒸發(fā)，形成孔洞。一旦這種小孔形成，它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屈壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹走。2.氧化熔化切割熔化切割一般使用

6、惰性氣體，如果代Z以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化熔化切割。3.控制斷裂切割對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。三、常用工程材料的激光切割1.金屬材料的激光切割雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率，但發(fā)射處于遠紅外波段10.6um光

7、束的C02激光器還是成功的應(yīng)用于許多金屬的激光切割實踐。金屈對10.6um激光束的起始吸收率只有0?5%~10%,但是，當(dāng)具有功率密度超過106w/cn）2的聚焦激光束照射到金屬表面時，卻能在微秒級的時間內(nèi)很快使表面開始熔化。處于熔融態(tài)的大多數(shù)金屬的吸收率急劇上升，一般可提高60%飛0%。2非金屬材料的激光切割10.6um波長的C02激光束很容易被非金屬材料吸收，導(dǎo)熱性不好和低的蒸發(fā)溫度又使吸收的光束幾乎整個輸入材料內(nèi)部，并在光斑照射處瞬間汽化，形成起始孔洞，進入切割過的良性循環(huán)。四.切割技術(shù)的應(yīng)用（1）最大量的應(yīng)用于機械制造

8、業(yè)如：紡織機械、糧食機械、建設(shè)機械、輕工機械、冷凍機械、交通機械、港口機械、運輸機械、船舶機械、農(nóng)用機械、筑路機械、搬運機械、起重機械、印刷機械、復(fù)印機械、環(huán)保機械和礦山、冶金機械以及各類機床、電梯和自動扶梯等所用飯金工件的落料切割。(2)電了、電器業(yè)包括電了儀表、控制柜箱、