激光切割原理、分类、特点
(1)激光切割的原理 激光切割是利用聚焦的高功率密度激光束照射工件，使照射材料迅速熔化、蒸发、腐蚀或达到燃点，并通过与光束同轴的高速气流吹走熔融物质，从而切割工件。激光切割是热切割方法之一。激光切割的原理如下图所示。
(2)激光切割的分类 激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧切割、激光切割和控制断裂。
1)激光汽化切割 利用高能密度激光束加热工件，使温度迅速上升，在很短的时间内达到材料的沸点，材料开始蒸发，形成蒸汽。这些蒸汽的喷射速度很大，在材料上形成切口。材料的蒸发热一般都很大，所以激光蒸发切割需要很大的功率和密度。 激光汽化切割主要用于切割极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡胶等）。
2)激光熔化切割 激光熔化切割时，金属材料用激光加热熔化，然后用与光束同轴的喷嘴喷射非氧化气体（Ar、He、N等)，液态金属依靠气体的强压力排出，形成切口。激光熔化切割不需要完全蒸发金属，所需能量仅为蒸发切割的1/10。 激光熔化切割主要用于切割不锈钢、钛、铝及其合金等不易氧化的材料或活性金属。
3)激光氧切割 类似于氧乙炔切割的激光氧切割原理。以激光为热源，以氧气等活性气体为切割气体。一方面，吹出的气体与切割金属发生氧化反应，释放大量氧化热；另一方面，熔融氧化物和熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生大量的热量，激光氧切割所需的能量仅为熔化切割的1/2，切割速度远大于激光汽化切割和熔化切割。 激光氧切割主要用于碳钢、钛钢、热处理钢等易氧化金属材料。
4)激光片和控制断裂 激光片利用高能密度激光扫描脆性材料表面，使材料热蒸发出小槽，然后施加一定压力，脆性材料沿小槽开裂。用于激光片的激光器通常是Q开关激光器CO2激光器。 控制断裂是利用激光刻槽产生的陡峭温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断裂。 激光切割的特点 与其它热切方法相比，激光切割具有切割速度快、质量高的特点。
具体总结如下。 ⑴ 切割质量好 由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能够获得较好的切割质量。 ① 激光切割切口狭窄，两侧平行，垂直于表面，切割部件的尺寸精度可达±0.05mm。 ② 切割表面光滑美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割也可以作为最后一道工序，零件可以直接使用，无需机械加工。 ③ 激光切割材料后，热影响区宽度很小，切割接头附近材料的性能几乎不受影响，工件变形小，切割精度高，切割接头几何形状好，切割接头横截面形状相对规则。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割的比较见表1，切割材料为6.2mm厚低碳钢板。 ⑵ 切割效率高 由于激光的传输特性，激光切割机一般配备多个数控工作台，整个切割过程都可以实现数控。操作时，只需改变数控程序，即可切割不同形状的零件，既可进行二维切割，又可实现三维切割。 ⑶ 切割速度快 用功率为1200W的激光切割2mm厚低碳钢板的切割速度可达600cm/min；切割5mm厚聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。激光切割时，材料不需要夹紧固定，既节省了工装夹具，又节省了上下料的辅助时间。 ⑷ 非接触式切割 切割火炬与工件无接触，无工具磨损。加工不同形状的零件，不需要更换刀具噪音低，振动小，无污染。
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