激光切割的四种主要方式

激光切割是一种高能量，密度控制，非接触式加工方法。激光束聚焦形成具有高能量密度的光斑，并且具有许多用于切割的特征。激光切割主要有四种不同的切割方法来应对不同的情况。 1.熔融切割在激光熔融切割中，工件部分熔化，熔融材料通过气流喷射。由于材料的转移仅在其液态下发生，因此该过程称为激光熔融切割。激光束与高纯度惰性切割气体相匹配，使熔融材料离开切口，气体本身不参与切割。激光熔融切割可以比气化切割产生更高的切割速度。气化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔融切割中，激光束仅被部分吸收。随着激光功率增加，最大切割速度增加，并且随着片材厚度的增加和材料的熔化温度增加，几乎成反比地减小。在恒定激光功率的情况下，限制因素是切口处的空气压力和材料的导热率。激光熔体切割为铁材料和钛金属提供无氧化物切割。对于钢材料，产生熔化但小于气化的激光功率密度在104W / cm 2和105W / cm 2之间。 2，汽化切割在激光气化切割过程中，材料表面温度上升到沸点温度如此之快，足以避免热传导引起的熔化，因此一些物质蒸发成蒸汽消失，部分作为来自狭缝的喷雾的材料底部被辅助气流吹走。在这种情况下需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸汽冷凝到狭缝壁上，材料的厚度不得超过激光束的直径。因此，该处理仅适用于需要避免排除熔融材料的应用。该加工实际上仅用于铁基合金的小型应用领域。该加工不能用于诸如木材和某些陶瓷之类的材料，这些材料不会熔化，因此不太可能使材料蒸汽再凝结。此外，这些材料通常需要更厚的切割。在激光气化切割中，最佳光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。激光功率和汽化热对最佳聚焦位置只有一定的影响。在板厚恒定的情况下，最大切削速度与材料的汽化温度成反比。所需的激光功率密度大于108 W / cm2，取决于材料，切割深度和光束聚焦位置。在片材的厚度恒定的情况下，假设足够的激光功率，最大切割速度受到气体喷射速度的限制。 3，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，称为可控断裂切割。这种切割过程的主要内容是激光束加热一小块脆性材料，导致该区域出现大的热梯度和严重的机械变形，导致材料形成裂缝。只要保持平衡的加热梯度，激光束就可以引导裂缝在任何期望的方向上发生。 4，氧化熔融切割（激光火焰切割）熔化切割一般使用惰性气体，如果用氧气或其他反应气体代替，材料被激光束点燃，与氧气发生强烈的化学反应，产生另一种热源，材料被进一步加热，称为氧化熔融切割。由于这种效果，对于相同厚度的结构钢，通过该方法可获得的切削速率高于熔融切削的切削速率。另一方面，该方法可能具有比熔融切割更差的切割质量。实际上，它产生更宽的狭缝，显着的粗糙度，增加的热影响区和更差的边缘质量。加工精密模型和尖角（激光尖角的危险）时，激光火焰切割效果不佳。脉冲模式激光器可用于限制热效应和功率激光的r决定了切割速度。在恒定激光功率的情况下，限制因素是氧的供应和材料的导热性。以上是四种最常用的激光切割方法。用户可以根据切割设备的功率，加工要求和材料特性确定切割方案。