钣金加工 抚州激光切割加工

昆山市昆马机械钣金有限公司

激光切割加工适用材料：用于切割多种金属板材，切割0.5~16mm碳钢板，0.5~10mm不锈钢板，还可以切割铝板、镀锌板、不锈钢板、碳钢板等各种板材，任意切割。
与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状) 、广泛的材料适应性等优点。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，通过脉冲使激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定频率，一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个个细微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。切割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出，将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注：如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源；气流还有冷却已切割面，减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用)。

激光切割可分为化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
1、化切割
利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以化切割时需要很大的功率和功率密度。
化切割多用于较薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。
2、激光熔化切割
激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。
3、激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热，所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度远远大于化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
4、激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

激光切割过程中，利用高能高密度激光束对工件进行加热，使温度升高，材料在短时间内汽化成蒸汽。当蒸汽喷出时，将在材料中形成切口，从而实现切割效果。但一般材料的汽化热很大，所以材料表面温度上升到沸点温度的速度很快，可以避免热传导引起的熔化，于是部分材料蒸发成蒸汽消失，部分材料被气流从狭缝底部吹走作为喷出物。在这种情况下，需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸汽在狭缝壁上凝结，材料的厚度不得大大**过激光束的直径。因此，机械加工仅适用于需要避免移除熔融材料的应用。激光汽化切割使用的材料一般包括很薄的金属材料和非金属材料。当板材厚度不变时，切削速度与材料的气化温度成反比。所需的激光功率密度大于108瓦/平方厘米，取决于材料、切割深度和光束聚焦位置。当板厚不变时，假设有足够的激光功率，切割速度受气体射流速度限制。
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