切割的工藝--激光切割機
激光切割機是從激光器發(fā)出的激光，通過光路系統(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，與光束同軸的高壓氣體吹走熔化或氣化金屬。隨著光束與工件相對位置的移動，材料最終形成切割縫，從而達到切割的目的。激光切割加工是用無形光束代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械刀，精度高，切割快，不限于切割圖案，自動排版節(jié)省材料，切口光滑，加工成本低，將逐步改進或取代傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。激光刀頭的機械部件與工件無接觸，工作時不會劃傷工件表面；激光切割速度快，切口光滑平整，一般不需要后續(xù)加工；切割熱影響區(qū)小，板變形小，切割縫窄(0.1mm~0.3mm）；切口無機械應(yīng)力，無剪切毛刺；加工精度高，重復(fù)性好，不損壞材料表面；數(shù)控編程，可加工任何平面圖，可切割大板，經(jīng)濟省時，無需開模。
切割的工藝
1、汽化切割
在激光氣化切割過程中，材料表面溫度上升到沸點溫度的速度如此之快，以避免熱傳導(dǎo)引起的熔化。因此，一些材料蒸發(fā)成蒸汽消失，一些材料作為噴射物從接縫底部被輔助氣體吹走。在這種情況下，需要非常高的激光功率。為防止材料蒸氣凝結(jié)到裂縫壁上，材料厚度不得大大超過激光束的直徑。因此，在必須避免熔化材料排除的情況下，只適用于加工。這種加工實際上只用于鐵基合金的小用途。這種加工不能用于材料，如木材和一些陶瓷，因此不太可能使材料蒸汽再次凝結(jié)。此外，這些材料通常需要更厚的切口。**光束聚焦在激光氣化切割中，取決于材料厚度和光束質(zhì)量。激光功率和氣化熱對**焦點位置只有一定的影響。板材厚度一定時，**切割速度與材料的氣化溫度相反。激光功率密度大于108W/cm取決于材料、切割深度和光束焦點。假設(shè)板材厚度有足夠的激光功率，**切割速度受氣體射流速度的限制。
2、熔化切割
在激光熔化切割中，工件在局部熔化后通過氣流噴射熔化材料。這一過程被稱為激光熔化切割，因為材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液體狀態(tài)下。高純度惰性切割氣體的激光束使熔化材料離開切割縫，而氣體本身不參與切割。激光熔化切割比氣化切割具有更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。激光束在激光熔化切割中只被部分吸收。隨著激光功率的增加，**切割速度幾乎與板厚和材料熔化溫度的增加相反。在一定的激光功率下，限制因素是切割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。激光熔化切割可獲得鐵材料和鈦金屬的無氧化切口。對于鋼材而言，104W/cm2～105 W/cm2之間。
3.氧化熔化切割(激光火焰切割)
惰性氣體通常用于熔化和切割。如果用氧氣或其他活性氣體代替，材料將在激光束下點燃，并與氧氣發(fā)生強烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生另一個熱源，使材料進一步加熱，稱為氧化和熔化切割。由于這種效果，對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，該方法的切割速率高于熔化切割。另一方面，該方法的切口質(zhì)量可能比熔化切割差。事實上，它會產(chǎn)生更寬的切割縫，明顯的粗糙度，增加的熱影響區(qū)和較差的邊緣質(zhì)量。加工精密模型和尖角時，激光火焰切割不好(有燒尖角的危險)。脈沖模式的激光可用于限制熱影響，激光功率決定切割速度。在一定的激光功率下，限制因素是氧氣的供應(yīng)和材料的導(dǎo)熱性。
控制斷裂切割
對于易受熱損傷的脆性材料，激光束加熱被稱為控制斷裂切割。該切割過程的主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料的小塊區(qū)域，導(dǎo)致該區(qū)域的熱梯度大，機械變形嚴(yán)重，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持平衡的加熱梯度，激光束就可以在任何需要的方向引導(dǎo)裂縫。
