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激光切割的原理及用途

发布者: 发布时间:2016/5/27 12:16:51 阅读:次 【字体:

激光切割是一种新型的切割方法,现在已成为激光在材料加工中的一个新的应用领域。激光切割所用的是连续输出的激光器,有固体激光器,如掺钦忆铝石榴石,有气体激光器,如二氧化碳气体激光器等。近年来,激光器发展较快,国外已出现成熟的大功率二氧化碳激光器(1~20千瓦)和固体激光器(500瓦-1千瓦)。

一、激光切割的原理

激光光束能够切割各种金属材料和非金属材料,其切割原理有三种,现分述如下.

1.激光蒸发切割:当激光光束照射到被切割的金属材料表面,沿着激光光束轨迹方向的金属材料立即被迅速加热到沸点以上,产生金属蒸气而急剧气化,并以蒸发的形式由切割区逸散,从而达到切割金属的目的。

2.激光熔化吹气切割:当激光光束照射到被切割的金属材料的表面,金属被迅速加热到熔点,并借喷射氩、氦、氮等气体,此时熔融金属从切缝中吹掉,从而达到切割金属的目的。

3.激光反应气体切割:当激光光束照射到被切割金属材料的表面,金属材料被迅速加热到熔点以上。以纯氧作为喷射气体,此时熔融金属即与氧气产生激烈的氧化作用。氧化反应所放出的大量热量,使下一层金属被加热,并继续被氧化,如此重复,将钢板割穿。此时按一定轨迹移动割枪,即将金属切割成需形状。氧气的压力可将氧化物从割缝中吹掉。这种切割目前应用得较多。

二、激光切割用割枪

激光气体切割时,对豁枪的要求如下:

1.要求割枪能喷射出足够的气流。

2.要求反射镜的光抽和气体喷射的方向是同轴的。

3.要求在切割时,金属的蒸气和飞溅不致损伤反射镜。

4.要求焦距能便于调节。

三、金属材料的激光切割

凡是对激光的吸收率越低,亦即反射率越大的金属,就越难切割。此外,金属的导热性越好,电阻率越小,熔点越高,也越难切割。如钨、徕的熔点高,紫铜的导热系数高、电阻率小;铝的反射率高。对这些材料的切割要困难些。相反,锡、铅熔点低(<350摄氏度),导热系数小;不锈钢对激光的反射率低,对这些材料的切割就比较容易。

总的来讲,金属对激光光束的吸收率较低,为提高切割效率,应尽可能采用大功率的激光器。激光气体切割的主要参数有:切割速度、透镜焦距和吹氧压力。

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