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激光切割的这些基础知识,你必须掌握

来源:www.syhuaweijg.com         发布时间:2019-07-20 返回列表
    早在上世纪 70 年代,激光就被用于切割。在现代工业生产中,激光切割更被广泛应用于钣金,塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工。

    未来几年里,激光切割在加工领域的应用同样会获得实质的增长。

激光切割
    当聚焦的激光束照到工件上时,照射区域会急剧升温以使材料熔化或者气化。一旦激光束穿透工件,切割过程就开始了:激光束沿着轮廓线移动,同时将材料熔化。通常会用一股喷射气流将熔融物从切口吹走,在切割部分和板架间留下一条窄缝,窄缝几乎与聚焦的激光束等宽。
激光切割
火焰切割
    火焰切割是切割低碳钢时采用的一种标准工艺,采用氧气作为切割气体。氧气加压到高达 6 bar 后吹进切口。在那里,被加热的金属与氧气发生反应:开始燃烧和氧化。化学反应释放大量的能量(达到激光能量的五倍)辅助激光束进行切割。

熔化切割
    熔化切割是切割金属时使用的另一种标准工艺。也可以用于切割其他可熔材料,例如陶瓷。
    采用氮气或者氩气作为切割气,气压 2-20 bar 的气体吹过切口。氩气和氮气是惰性气体,这意味着它们不和切口中的熔化金属发生反应,仅仅将它们向底部吹走。同时,惰性气体可以保护切割边缘不被空气氧化。
激光切割
压缩空气切割
    压缩空气同样可以用来切割薄板。空气加压到 5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金属。由于空气中接近百分之80都是氮气,因此压缩空气切割基本上属于熔化切割。

等离子体辅助切割
    如果参数选择恰当,等离子体辅助熔化切割切口中会出现等离子体云。等离子体云由电离的金属蒸气和电离的切割气组成。等离子体云吸收 CO2 激光的能量并转化进工件,使更多的能量耦合到工件,材料会更快熔化,从而使切割速度更快。因此,这种切割过程也叫高速等离子体切割。
    等离子体云事实上相对于固体激光是透明的,因此等离子体辅助熔化切割只能使用 CO2激光。
激光切割
气化切割
    气化切割将材料蒸发,尽可能减小了对周围材料的热效应影响。采用连续 CO2 激光加工蒸发低热量、高吸收的材料就可以达到上述效果,例如薄的塑料薄膜以及木材、纸、泡沫等不熔化的材料。

超短脉冲激光切割
    超短脉冲激光使这项技术可以应用于其他材料。金属中的自由电子吸收激光并剧烈升温。激光脉冲不与熔融的粒子和等离子体反应,材料直接升华,没有时间将能量以热量的形式传给周围材料。皮秒脉冲烧蚀材料时没有明显的热效应,没有熔化和毛刺形成。