激光切割是將從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束。

　　激光切割是將從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動，終使材料形成切縫，從而達到切割的目的。

　　激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割圖案限制，自動排版節(jié)省材料，切口平滑，加工成本低等特點，將逐漸改進或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設備。激光刀頭的機械部分與工件無接觸，在工作中不會對工件表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工；切割熱影響區(qū)小，板材變形小，切縫窄（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機械應力，無剪切毛刺；加工精度高，重復性好，不損傷材料表面；數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟省時。

　　激光是一種光，與其他自然光一樣，是由原子（分子或離子等）躍遷產(chǎn)生的。 但它與普通光不同是激光僅在初極短的時間內(nèi)依賴于自發(fā)輻射，此后的過程*由激輻射決定，因此激光具有非常純正的顏色，幾乎無發(fā)散的方向性、*的發(fā)光強度和高相干性。

　　激光切割是應用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實現(xiàn)的。在計算機的控制下，通過脈沖使激光器放電，從而輸出受控的重復高頻率的脈沖激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個個細微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個細小的孔，在計算機控制下，激光加工頭與被加工材料按預先繪好的圖形進行連續(xù)相對運動打點，這樣就會把物體加工成想要的形狀。

　　切縫時的工藝參數(shù)（切割速度，激光器功率，氣體壓力等）及運動軌跡均由數(shù)控系統(tǒng)控制，割縫處的熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除。

　　激光切割機系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、（外）光束傳輸組件、工作臺（機床）、微機數(shù)控柜、冷卻器和計算機（硬件和軟件）等部分組成。

　　1）機床主機部分：激光切割機機床部分，實現(xiàn)X、Y、Z軸的運動的機械部分，包括切割工作平臺。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正確而的進行移動，通常由伺服電機驅動。

　　2）激光發(fā)生器：產(chǎn)生激光光源的裝置。對于激光切割的用途而言，除了少數(shù)場合采用YAG固體激光器外，絕大部分采用電-光轉換效率較高并能輸出較高功率的CO2氣體激光器。由于激光切割對光束質量要求很高，所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式適用于小于1500W、低階模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。

　　3）外光路：折射反射鏡，用于將激光導向所需要的方向。為使光束通路不發(fā)生故障，所有反射鏡都要保護罩加以保護，并通入潔凈的正壓保護氣體以保護鏡片不受污染。一套性能良好的透鏡會將一無發(fā)散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡。7.5英寸透鏡僅用于12mm厚材。

　　4）數(shù)控系統(tǒng)：控制機床實現(xiàn)X、Y、Z軸的運動，同時也控制激光器的輸出功率。

　　5）穩(wěn)壓電源：連接在激光器，數(shù)控機床與電力供應系統(tǒng)之間。主要起防止外電網(wǎng)干擾的作用。

　　6）切割頭：主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。切割頭驅動裝置用于按照程序驅動切割頭沿Z軸方向運動，由伺服電機和絲桿或齒輪等傳動件組成。

　　8）冷水機組：用于冷卻激光發(fā)生器。激光器是利用電能轉換成光能的裝置，如CO2氣體激光器的轉換率一般為20%，剩余的能量就變換成熱量。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。冷水機組還對機床外光路反射鏡和聚焦鏡進行冷卻，以保證穩(wěn)定的光束傳輸質量，并有效防止鏡片溫度過高而導致變形或炸裂。

　　9）氣瓶：包括激光切割機工作介質氣瓶和輔助氣瓶，用于補充激光震蕩的工業(yè)氣體和供給切割頭用輔助氣體。

　　11）空氣冷卻干燥機、過濾器：用于向激光發(fā)生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作。

　　12）抽風除塵機：抽出加工時產(chǎn)生的煙塵和粉塵，并進行過濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護標準。

　　金屬激光切割機應用是非常廣泛的，囊括了很多行業(yè)，并且是很多企業(yè)必須*的設備之一，其中有廣告標牌制作（這些主要是些不銹鋼的LOGO和標識切割），鈑金加工（鈑金加工基本囊括了所有的金屬材料，這些一般主要是有折彎，打磨等，切割就是其中重要的一道工序），機箱機柜制作（這方面一般有用到碳鋼或者不銹鋼方面，也主要是折彎跟切割2個切割工藝流程），彈簧片（屬于精加工的過程了），地鐵零件呀，還有電梯外殼的制作奧，機械設備外殼啊，還有廚房廚具呀（不銹鋼居多點），其中超越激光的激光切割機設置還參與了神七神八飛船的制作，這些其實涉及到各個方面。廣泛應用于鈑金加工、廣告標牌字制作、高低壓電器柜制作、機械零件、廚具、汽車、機械、金屬工藝品、鋸片、電器零件、眼鏡行業(yè)、彈簧片、電路板、電水壺、醫(yī)療微電子、五金、刀量具等行業(yè)。

　　在激光氣化切割過程中，星空體育登錄材料表面溫度升至沸點溫度的速度是如此之快，足以避免熱傳導造成的熔化，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。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。該加工因而只適合于應用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領域。

　　該加工不能用于，像木材和某些陶瓷等，那些沒有熔化狀態(tài)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，優(yōu)光束聚焦取決于材料厚度和光束質量。激光功率和氣化熱對優(yōu)焦點位置只有一定的影響。在板材厚度一定的情況下，大切割速度反比于材料的氣化溫度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取決于材料、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，大切割速度受到氣體射流速度的限制。

　　在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉移只發(fā)生在其液態(tài)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，而氣體本身不參于切割。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于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。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，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導率。激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度，對于鋼材料來說，在104W/cm2～105 W/cm2之間。

　　熔化切割一般使用惰性氣體，星空體育登錄如果代之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)生激烈的化學反應而產(chǎn)生另一熱源，使材料進一步加熱，稱為氧化熔化切割。

　　由于此效應，對于相同厚度的結構鋼，采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面，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(qū)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）?？梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響，激光的功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是氧氣的供應和材料的熱傳導率。

　　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，導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。

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