激光切割的四种主要方法

laser激光切割是一种非接触式加工方法，具有高能量和良好的密度可控性。激光束被聚焦以形成具有高能量密度的光斑，该光斑具有许多切割特性。为了应对不同的情况，有四种不同的激光切割方法。 1.熔融切割在激光熔融切割中，工件部分熔化后，气流会喷出熔化的材料。因为材料的转移仅在液态时发生，所以此过程称为激光熔化切割。 k激光束与高纯度惰性切割气体耦合会导致熔融材料离开缝隙，气体本身不参与切割。激光熔化切割比气化切割可以实现更高的切割速度。气化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔化切割中，激光束仅被部分吸收。切割速度随着激光功率的增加而增加，并且随着片材的厚度增加和材料的熔化温度增加而几乎相反地减小。在一定的激光功率下，限制因素是缝隙处的气压和材料的热导率。激光熔化切割提供铁和钛的非氧化切割。对于钢铁材料，产生熔化但较少气化的激光功率密度在104 W / cm2至105 W / cm2之间。 2.汽化切割在激光气化切割过程中，材料的表面温度上升到沸点温度如此之快，以至于足以避免因热传导而熔化，因此材料的一部分蒸发成蒸汽而消失，并且部分材料从狭缝中弹出。辅助气流将底部吹走。在这种情况下，需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸汽在狭缝壁上冷凝，材料的厚度不得大大超过激光束的直径。因此，该方法仅适用于需要避免熔融材料排除的应用。实际上，这种加工仅在很小的铁基合金应用领域中使用。此过程不能用于未熔化的木材和某些陶瓷等材料，因此不太可能使材料重新冷凝。另外，这些材料通常需要较厚的切口。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。激光功率和汽化热仅对最佳聚焦位置有一定影响。在板厚固定的情况下，切割速度与材料的气化温度成反比。所需的激光功率密度大于108 W / cm2，并取决于材料，切割深度和光束聚焦位置。在一定的板厚的情况下，假设有足够的激光功率，切割速度受气体喷射速度的限制。 3.受控断裂切割对于易受热损坏的脆性材料，可通过激光束加热进行高速受控切割，这称为受控断裂切割。该切割过程的主要内容是：激光束加热脆性材料的一小部分区域，导致该区域较大的热梯度和严重的机械变形，从而导致材料出现裂纹。只要保持平衡的加热梯度，激光束就可以沿任何所需方向引导裂纹。 4.氧化熔融切割（激光火焰切割）熔融切割通常使用惰性气体。如果用氧气或其他活性气体代替，则材料会被激光束点燃，与氧气的激烈化学反应会产生另一种热源。进一步加热该材料称为氧化熔融切割。由于这种作用，对于相同厚度的结构钢，通过这种方法获得的切削速度要比熔融切削的切削速度高。另一方面，这种方法的切割质量可能比熔融切割差。实际上，它会产生较宽的切缝，明显的粗糙度，增加的热影响区和较差的边缘质量。在加工精密模型和尖角（烧毁尖角的危险）时，激光火焰切割效果不好。脉冲激光可以用来限制热效应，激光的功率可以阻止挖掘切割速度。对于一定的激光功率，限制因素是氧气的供应和材料的热导率。以上是四种最常见的激光切割方法。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计划。