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激光切割加工的主要工艺分类

作者:admin 发布日期:2020-11-09 15:06:36 关注次数:3

激光切割加工的主要工艺分类及说明

一、气化激光切割加工

在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度较快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料气化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。激光切割的温度超过11000℃,足以使任何材料气化,在激光切割时,除熔化外,气化也起着重要的作用。

二、熔化激光切割加工

当入射的激光束功率密度超过某一值后,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,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带走。随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射, 熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。

熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。

三、控制断裂激光切割加工

对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。切割过程主要内容: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。

四、CO2激光切割加工

激光切割主要是CO2激光切割,CO2激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。

CO2激光切割技术对比其他方法的优点:

1.切割质量好

切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。

2.切割速度快

例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形较小。

3.清洁、安全、无污染

大大改善了操作人员的工作环境,就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。CO2激光切割正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割,发展迅速应用日益广泛的一种先进加工方法。

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