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激光切割的原理是什么?
时间:2020-09-14 来源:管理员 查看:
  激光切割的激光束经过聚焦后形成0.1~0.2mm的焦点,使得焦点处的功率密度达到10七次方W/cm2以上。激光能量将板材材料瞬间加热至气体温度,部分材料气化后作为蒸汽逸去,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走,形成孔洞。
  随着光束与材料的相对移动,使孔洞连续形成宽度很窄(0.12~0.5mm)切缝。切缝过程中,于聚焦后的焦点处同时施加辅助气体,可以帮助吹走割缝内的熔渣,切割碳钢板式采用氧气作为辅助气体还可以与熔融金属产生放热化学氧化过程,加快切割速度,提高切割质量。在切割不锈钢板、铝板、钛合金板等材质是采用高压氮气(1.2~2.0MPa)作为辅助气体,在切割过程中把熔融金属吹出。切割木材、有机玻璃、塑料、陶瓷、石英玻璃等非金属板材是般吹以空气作为辅助气体,主要用于吹除切割过程中产生的粉尘颗粒等。辅助气体还可以冷却却聚焦镜片,防止切割烟尘进入切割头内污染镜片并导致镜片过热损坏。
  大多数有机和无机材料都可以用激光切割机,在工业制造系统中常用的各种金属材料,不管它具有什么样的硬度,几乎都可以切割。铜、铝及其合金板材,精工机械的工作人员了解到由于对激光波长额反射率较高,同时又是高导热材料,因此激光切割较为困难,般情况下可以采用脉冲方式进行加工。
  目前,激光切割20mm以下的钢板可以达到优质切割,切割20mm以上的钢板会出现断面不垂直的加工表面现象,同时断面粗糙度会大大下降。采用辅助气体的作用是:1.吹走残余废渣;2.保护镜片;3.与材料产生反应,增加切割速度。
  辅助气体的纯度和压力直线影响切割板材断面质量,切割碳钢用的氧气纯度应在99.6%以上,当切割用氧气纯度越高,切割碳钢板断面的粗糙度以及质量也越高,当然切割成本也随之提高。切割不锈钢板时氮气纯度应在99.5%以上,提高氮气纯度可以保证在切割不锈钢板的过程中切缝不改变颜色。在切割非金属板材时,应保证压缩空气中不含水分有油,避免污染镜片,降低镜片的使用寿命。
 
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