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激光切割机常用的四种激光切割加工方式

发布来源:  发布日期: 2022-05-21  访问量:144

激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触处理方法。激光束聚焦后形成高能量密度光斑,具有切割的特点。激光切割主要有四种不同的切割方法来处理不同的情况。


熔化切割

在激光熔化切割中,工件在局部熔化后通过气流喷射熔化材料。由于材料的转移只发生在其液体状态下,因此该过程称为激光熔化切割。激光熔化切割时,当然是将材料加热到一定温度下熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷射非氧化气体,利用气体压力排出液体金属,形成切口。激光熔化切割所需的能量仅为蒸发切割的1/10,不需要完全蒸发金属。激光熔化切割可获得铁材料和钛金属的无氧化切口。产生熔化但不气化的激光功率密度,对于钢材104W/cm2~105 W/cm2 之间。

汽化切割

在激光蒸发切割过程中,工件采用高能量、高密度的激光束加热,使温度升高,材料在很短的时间内蒸发成蒸汽。当这些蒸汽喷出时,材料上会形成切口,从而达到切割效果。然而,一般材料蒸发的热量很大,因此材料表面温度上升到沸点温度的速度如此之快,足以避免热传导引起的熔化。因此,一些材料蒸发成蒸汽消失,一些材料作为喷射物从接缝底部被辅助气体吹走。在这种情况下,需要非常高的激光功率。为了防止材料的蒸汽凝结到接缝壁上,材料的厚度不得大大超过激光束的直径。因此,该加工仅适用于避免熔化材料的排除。激光蒸发切割所用材料一般包括极薄的金属材料和非金属材料。在板材厚度一定的情况下,较大切割速度与材料的气化温度相反。所需的激光功率密度大108W/cm2,这取决于材料、切割深度和光束焦点的位置。假设板材厚度有足够的激光功率,较大切割速度受气体射流速度的限制。

氧化熔化切割(激光火焰切割)

惰性气体通常用于熔化切割。如果用氧气或其他活性气体代替,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生强烈的化学反应,产生另一个热源,使材料进一步加热,称为氧化熔化切割。由于这种效果,该方法可以获得的切割速率高于熔化切割。另一方面,该方法可能比熔化切割的切割质量差。事实上,它会产生更宽的接缝、明显的粗糙度、增加的热影响区域和更差的边缘质量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时不好(有烧掉尖角的危险)。

控制断裂切割

对于易受热损伤的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切割,称为控制断裂切割。该切割过程的主要内容是:激光束加热脆性材料小区域,导致该区域热梯度大,机械变形严重,导致材料形成裂缝。只要保持平衡的加热梯度,激光束就可以在任何需要的方向引导裂缝。这种切割材料通常是脆性材料。

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