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激光器切割原理

文章出处:公司动态 责任编辑:深圳点线激光科技有限公司 发表时间:2021-06-29
  
  高能激光光纤激光切割机利用激光束照射工件表面时释放的能量,将工件熔化蒸发,从而达到切割雕刻的目的。不需要开模和刀具,对产品没有应力影响。它具有精度高、切割速度快、不受切割图案限制、自动排版节省材料、切割平滑、加工成本低等特点。特别适用于不锈钢、碳钢等钣金加工行业。
  激光切割是利用聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点。同时,熔融材料被与光束同轴的高速气流吹走,从而切割工件。激光切割是热切割方法之一。
  激光切割是利用高功率密度的激光束扫描材料表面,在极短的时间内将材料加热到几千到几万摄氏度,使材料熔化或汽化,然后用高压气体将熔化或汽化的材料吹离狭缝,从而达到切割材料的目的。激光切割中,由于隐形光束代替了传统的机械刀,激光刀头的机械部分与工件没有接触,工作时不会划伤工作面;激光切割速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切削热影响区小,板材变形小,切削缝窄(0.1mm ~ 0.3mm);切口无机械应力和剪切毛刺;加工精度高,重复性好,不损伤材料表面;数控编程可以加工任何方案,大宽度切割整板,省时经济。
  激光切割主要是CO2激光切割,用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面熔化材料,用与激光束同轴的压缩气体吹走熔化的材料,使激光束和材料沿一定轨迹相对运动,从而形成一定形状的狭缝。与其他方法相比,CO2激光切割技术具有明显的优势:
  1)激光切割质量好。切口宽度窄(一般为0.10.5mm),精度高(一般孔中心距误差为0.10.4mm,轮廓尺寸误差为0.10.5mm),切口表面粗糙度好(一般Ra为12.525m),切口无需再加工即可焊接。
  2)激光切割速度快。比如8mm厚的碳钢在2KW激光功率下切割速度为1.6m/min;2mm厚不锈钢切削速度为3.5m/min,热影响区小,变形很小。
  3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然,从精度和缺口表面粗糙度来说,CO2激光切割是无法超越电加工的。就切割厚度而言,很难达到火焰和等离子切割的水平。
  CO2激光切割的几个关键技术:
  一、焦点位置控制技术。聚焦透镜的焦深越小,焦斑直径越小,因此控制焦点相对于被切割材料表面的位置非常重要。
  二、是切割打孔技术。任何一种热切割工艺,除了少数情况,都可以从板材边缘开始,一般需要在板材上打一个小孔。之前是用打孔机在激光冲压复合机上打孔,然后用激光从小孔上切割。
  第三,喷嘴设计和气流控制技术。当用激光切割钢时,氧气和聚焦的激光束通过喷嘴发射 到待切割的材料上,从而形成气流。气流的基本要求是进入切口的气流要大,速度要高,这样足够的氧化作用才能使切口材料充分进行放热反应;同时,有足够的动量吹出熔化的物质。激光切割工艺有很多种,其中熔化切割是使入射激光束的功率密度超过一定值,使光束照射点的材料内部开始蒸发,形成孔洞;汽化切割是利用高功率密度的激光束,避免热传导造成的熔化,使部分材料蒸发成蒸汽而消失;氧化熔化切割是指材料在激光照射下被点燃
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