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激光切割加工技术的工作原理

文章出处:www.000rx.com 作者:尊信激光切割人气: 发表时间:2018-04-27 16:04

  激光切割加工技术的工作原理

  下面是济南激光切割小编总结整理的:激光切割加工技术的工作原理:

  1、激光加工的优点

  由于激光所具有的特点,使得激光切割加工具有一些其它方法所不具有的优点:

  (1)激光加工是一种非接触加工,加工过程中无“刀具”磨损、无“切削力”作用于工件。

  (2)激光可以对多种金属、非金属进行加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、高熔点的材料。

  (3)激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小。因此,其热影响区域小,工件热变形小,后续加工量小。

  (4)它可以透过对加工用激光呈现透明的介质对密闭容器内的工件进行加工。

  (5)由于激光束易于导向、聚焦,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。

  (6)激光加工速度快,生产效率高,质量稳定可靠,具有良好的社会效益和经济效益。

  2、激光切割的本质

  高能聚焦光斑是激光切割的能量基础,在此基础上大型激光切割又可分为汽化切割、熔化切割、氧化熔化切割和控制断裂切割几种,具体如下:

  (1)汽化切割:汽化切割的切割原理是在高功率密度激光束加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化作为蒸汽逸去,部分材料作为喷出物从切缝底部补助气流吹走。这种切割机制大约需要1000万W/c㎡左右的功率密度。

  (2)熔化切割:熔化切割的切割原理是当入射的激光束功率密度超过某一闭值后,光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。一旦这种小孔形成,它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围,然后与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料驱除、带走。这种切割机制大约需要100万W/c㎡,左右的功率密度,一般使用惰性气体作为辅助气体。

  (3)氧化熔化切割:氧化熔化切割就是在上述熔化切割中使用氧气等活性气体来代替惰性气体,但这种切割机制比熔化切割复杂。

  (4)控制断裂切割:控制断裂切割主要就用于脆性材料的切割,即通过激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝,只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。

  3、激光切割的主要特性

  (1)激光切割的切缝窄、工件变形小,小聚焦光斑小于0。1mm,切缝宽度0。1~0。4mm。

  (2)大型激光切割加工是一种高能量密度的可控性良好的无接触加工,拥有狭的直边割缝,极小的局部变形,且具有无限的仿形能力。

  (3)激光切割具有普应性:先,与其它热切割方法相比,激光不但能切割金属,而且能切割非金属。其次,与机械冲压、剪、锯切加工相比,激光切割不会产生刀刃变形、模具损耗以及浪费材料等费用。再次,与水切割加工相比激光切割具有较低的运转费用,与线切割(电火花)加工相比激光切割具有高出几个数量级的切割速度和切割效率。

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