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激光切割机常用的四种激光切割加工方式

作者:
天弘激光
来源:
天弘激光
发布时间:
2019/04/29
激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工方式。激光束聚焦后形成具有高能量密度的光斑,应用于切割有许多特点。而激光切割主要有四种不同的切割方式,以便应对不同的情况。

激光切割碳钢

 

熔化切割

在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。激光熔化切割时,当然是将材质加热到一定的温度下熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体,利用气体的压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割所需能量只有汽化切割的1/10,不需要使金属完全汽化。激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在 104W/cm2~105 W/cm2 之间。

 

汽化切割

激光汽化切割过程中,利用的高能量高密度的激光束对工件进行加热,使温度上升,并且在很短的时间内让材质汽化成蒸汽,当这些蒸汽喷出的时候就会在材料上形成一道切口,这样就达成了切割效果。但是一般材料汽化的热很大,所以材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。此情况下需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。激光汽化切割使用的材料一般有极薄金属材料和非金属材料。在板材厚度一定的情况下,最大切割速度反比于材料的气化温度。所需的激光功率密度要大108W/cm2,并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。在板材厚度一定的情况下,假设有足够的激光功率,最大切割速度受到气体射流速度的限制。

 

氧化熔化切割(激光火焰切割)

熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,使材料进一步加热,称为氧化熔化切割。由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。

 

控制断裂切割

对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。这种切割一般使用的材质是脆性材料。

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