激光切割機的主要工藝

　　激光切割機是將(jiāng)從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統，聚焦成(chéng)高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面(miàn)，使工件達到熔點或沸點，同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將(jiāng)熔化或氣化金屬吹走。

   　1、汽化切割。

　　在激光氣化切割過(guò)程中，材料表面(miàn)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(chéng)的熔化，于是部分材料汽化成(chéng)蒸汽消失，部分材料作爲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。爲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(guò)激光光束的直徑。該加工因而隻适合于應用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上隻用于鐵基合金很小的使用領域。該加工不能(néng)用于，像木材和某些陶瓷等，那些沒(méi)有熔化狀态因而不太可能(néng)讓材料蒸氣再凝結的材料。另外，這(zhè)些材料通常要達到更厚的切口。在激光氣化切割中，***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(duì)***焦點位置隻有一定的影響。在闆材厚度一定的情況下，***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。在闆材厚度一定的情況下，假設有足夠的激光功率，***切割速度受到氣體射流速度的限制。

　　2、熔化切割。

　　在激光熔化切割中，工件被局部熔化後(hòu)借助氣流把熔化的材料噴射出去。因爲材料的轉移隻發(fā)生在其液态情況下，所以該過(guò)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(kāi)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(néng)量通常高于把材料熔化所需的能(néng)量。在激光熔化切割中，激光光束隻被部分吸收。***切割速度随著(zhe)激光功率的增加而增加，随著(zhe)闆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，限制因數就(jiù)是割縫處的氣壓和材料的熱傳導率。激光熔化切割對(duì)于鐵制材料和钛金屬可以得到無氧化切口。産生熔化但不到氣化的激光功率密度，對(duì)于鋼材料來說(shuō)，在104W/cm2～105 W/cm2之間。

　　3、氧化熔化切割(激光火焰切割)。

　　熔化切割一般使用惰性氣體，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(xué)反應而産生另一熱源，使材料進(jìn)一步加熱，稱爲氧化熔化切割。由于此效應，對(duì)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(miàn)，該方法和熔化切割相比可能(néng)切口質量更差。實際上它會(huì)生成(chéng)更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區和更差的邊緣質量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時(shí)是不好(hǎo)的(有燒掉尖角的危險)。可以使用脈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，限制因數就(jiù)是氧氣的供應和材料的熱傳導率。

　　4、控制斷裂切割。

　　對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料，通過(guò)激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷，稱爲控制斷裂切割。這(zhè)種(zhǒng)切割過(guò)程主要内容是：激光束加熱脆性材料小塊區域，引起(qǐ)該區域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導緻材料形成(chéng)裂縫。隻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(xiàng)産生。