激光切割切割方式

小梁

激光切割主要有四种不同的切割方式。

熔融切割

在激光熔融切割中,工件被部分熔化,熔化的材料通过空气喷射的方式被喷射出来。由于材料的转移只在液态下进行,因此这一过程被称为激光熔融切割。在激光熔融切割中,材料当然被加热到一定温度并熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴吹出非氧化性气体,利用气体的压力排出液态金属并形成切割。激光熔融切割只需要蒸汽切割的1/10的能量,而且不需要金属完全气化。激光熔化切割可以在黑色金属材料和钛合金中不产生氧化。对于钢铁材料来说,产生熔化而不是气化的激光功率密度在104W/cm²和105W/cm²之间。

汽化切割

激光汽化切割工艺使用高能量、高密度的激光束来加热工件,使温度上升,并在很短的时间内将材料汽化成蒸汽,当这些蒸汽被喷射出来时,在材料上形成一个切口,实现切割。然而,汽化热通常是如此之大,以至于材料的表面温度迅速上升到沸点温度,从而避免了由于热传导而导致的熔化,因此部分材料汽化并作为蒸汽消失,部分材料作为喷射物被辅助气流从切割的底部吹走。在这种情况下,需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸汽在切割壁上凝结,材料的厚度不能大大超过激光束的直径。因此,这种工艺只适合于必须避免排除熔融材料的应用。用于激光汽化切割的材料一般是非常薄的金属材料和非金属材料。在一定的板材厚度下,最大切割速度与材料的汽化温度成反比。所需的激光功率密度为108W/cm²以上,取决于材料、切割深度和光束焦点的位置。氧化熔化切割(激光火焰切割)

熔融切割一般使用惰性气体,如果用氧气或其他活性气体代替,材料就会被激光束点燃,与氧气发生剧烈的化学反应而产生另一种热源,从而进一步加热材料,这称为氧化熔融切割。由于这种作用,对于相同厚度的结构钢,用这种方法可以获得比熔融切割更高的切割率。另一方面,与熔融切割相比,这种方法的切口质量可能更差。事实上,它产生的切口更宽,粗糙度明显,热影响区增加,边缘质量更差。激光火焰切割在处理精密模型和尖角时并不理想(有烧掉尖角的风险)。

可控断裂切割

对于易受热损伤的脆性材料,通过激光束加热进行的高速、可控切割被称为可控断裂切割。这种切割工艺的主要内容是:若在激光束加热脆性材料的一个小区域,就会引起该区域发生大的热梯度和强烈的机械变形,从而导致材料形成裂缝的结果。可靠的方法是只要保持平衡的加热梯度,激光束就可以引导裂纹向任何需要的方向发展。通常用于这种类型的切割的材料是脆性材料‘

以上就是激光切割的4种切割方式。

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