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激光切割機(jī)在教學(xué)、軍事、工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛，因?yàn)榧す馇懈顧C(jī)切割質(zhì)量高，切割效率高。激光切割機(jī)可以切割金屬與非金屬，大族超能激光切割機(jī)主要應(yīng)用于金屬材質(zhì)的切割，那么激光切割機(jī)的原理是什么呢？

激光切割機(jī)原理——介紹

激光切割機(jī)技術(shù)利用激光束擊中金屬板材表面時(shí)釋放的能量。金屬板熔化，爐渣被氣體吹走。由于激光功率如此集中，只有少量的熱量傳遞到金屬板的其他部分，造成很少或根本沒(méi)有變形。復(fù)雜形狀的毛坯可以用激光非常精確地切割，切割后的毛坯不需要進(jìn)一步加工。
激光源一般采用二氧化碳激光束，工作功率為500—5000瓦。這一功率水平低于許多家用電加熱器的要求，激光束通過(guò)透鏡和反射鏡聚焦在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)。高濃度的能量使快速的局部加熱熔化金屬板。
16mm以下的不銹鋼可以用激光切割設(shè)備進(jìn)行切割，8—10mm厚度的不銹鋼可以通過(guò)向激光束中添加氧氣進(jìn)行切割，但加氧切割后會(huì)在切割表面形成一層薄薄的氧化膜。切割的厚度可增加到16mm，但切割零件的尺寸誤差較大。
作為高科技的激光技術(shù)，自問(wèn)世以來(lái)，就一直針對(duì)不同的社會(huì)需求研發(fā)出適合各行業(yè)的激光產(chǎn)品，如激光打印機(jī)，激光美容機(jī)，激光打標(biāo)數(shù)控激光切割機(jī)機(jī)，激光切割機(jī)等產(chǎn)品，由于國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)起步較晚，在技術(shù)研發(fā)上很大程度落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，目前國(guó)內(nèi)的激光產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)出來(lái)的激光產(chǎn)品，一些關(guān)鍵的零配件如激光管，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，振鏡，聚焦鏡等還是采用進(jìn)品的。這造成了成本的上升，也加重了消費(fèi)者的負(fù)擔(dān)。
年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)激光技術(shù)的進(jìn)步，整機(jī)和部分零部件的研發(fā)和生產(chǎn)已逐步向產(chǎn)品靠攏。在某些方面甚至優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，再加上捷格的優(yōu)勢(shì)，它在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍占據(jù)主導(dǎo)地位。不過(guò)，在精密加工和設(shè)備、穩(wěn)定性和續(xù)航力方面，產(chǎn)品仍占有優(yōu)勢(shì)。
激光切割機(jī)原理—原理。
在激光切割機(jī)中，主要工作是激光管，所以我們有必要了解激光管。
大家都知道激光管在激光設(shè)備中的重要性，下面我們就用見(jiàn)的激光管來(lái)進(jìn)行判斷。二氧化碳激光管。
激光管的成分是由硬質(zhì)玻璃制成的，所以它是一種易碎、易脆的物質(zhì)。要想了解CO2激光管，首先要了解激光管的結(jié)構(gòu)。像這樣的二氧化碳激光器使用的是分層的套筒結(jié)構(gòu)，最里面的一層是放電管。然而，二氧化碳激光放電管的直徑比激光管本身厚。放電管的厚度與光斑大小引起的衍射反應(yīng)成正比，放電管的長(zhǎng)度也與放電管的輸出功率有關(guān)。樣的比例。
在激光切割機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，激光管會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，影響切割機(jī)的正常運(yùn)行。因此，需要一個(gè)特殊區(qū)域的冷水機(jī)來(lái)冷卻激光管，以保證激光切割機(jī)能在恒定的溫度下正常工作。200W激光器可使用CW-6200，制冷量為5.5 KW。650W激光器使用CW-7800，制冷量可達(dá)23KW。
激光切割機(jī)原理—切割特點(diǎn)。
激光切割的優(yōu)點(diǎn)：。
優(yōu)勢(shì)一——效率高。
于激光器的傳輸特性，激光切割機(jī)一般配備多個(gè)數(shù)控工作臺(tái)，整個(gè)切割過(guò)程可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。操作過(guò)程中，只需要改變數(shù)控程序，就可以適用于不同形狀零件的切割，既可以實(shí)現(xiàn)二維切割，也可以實(shí)現(xiàn)三維切割。
優(yōu)勢(shì)二——速度快。
1200W激光切割2mm厚低碳鋼板，切割速度可達(dá)600cm/min。切割5mm厚的聚丙烯樹(shù)脂板，切割速度可達(dá)1200cm/min。激光切割時(shí)不需要對(duì)材料進(jìn)行夾持和固定。
優(yōu)勢(shì)三——切割質(zhì)量好。
1:激光切割狹縫細(xì)而窄，狹縫兩側(cè)平行且垂直于被切割表面，被切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05 mm。
二：切削表面光滑美觀(guān)，表面粗糙度僅為幾十微米。即使是激光切割，也可以作為道工序，無(wú)需加工，零件可以直接使用。
三：材料經(jīng)過(guò)激光切割后，熱影響區(qū)的寬度很小，且狹縫附近材料的性能幾乎不受影響，而且工件變形小，切割精度高，狹縫的幾何形狀好，狹縫的橫截面形狀比較光滑。規(guī)則矩形。比較了激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法見(jiàn)表1。切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。
優(yōu)點(diǎn)Ⅳ-無(wú)接觸切削。
激光切割時(shí)，焊炬與工件之間沒(méi)有直接接觸，也沒(méi)有刀具磨損。要加工不同形狀的零件，不需要改變“刀具”，只需要改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過(guò)程噪音低，振動(dòng)小，污染小。
優(yōu)勢(shì)五——很多材料都可以切割。
與氧乙炔切割和等離子切割相比，激光切割的材料種類(lèi)很多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材和纖維等。
激光切割機(jī)原理—切割方法。
自定義切割。
這意味著被處理材料的去除主要是通過(guò)蒸發(fā)材料來(lái)進(jìn)行的。
汽化切割過(guò)程中，工件表面的溫度在聚焦激光束的作用下迅速上升到汽化溫度，大量材料汽化，形成的高壓蒸汽以超音速向外噴射。同時(shí)在激光作用區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)“孔”，激光束在孔內(nèi)被多次反射，使材料對(duì)激光的吸收迅速增加。
在高速?lài)娚涓邏赫羝倪^(guò)程中，狹縫中的熔體同時(shí)被吹離狹縫，直至工件被切斷。本征汽化切割主要是通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行汽化來(lái)進(jìn)行的，因此對(duì)功率密度的要求很高，一般應(yīng)達(dá)到每平方厘米108瓦以上。
汽化切割是激光切割一些低燃點(diǎn)材料（如木材、碳和一些塑料）和耐火材料（如陶瓷等）的常用方法。用脈沖激光切割材料時(shí)，也經(jīng)常使用汽化切割。
 

Ⅱ反應(yīng)熔化切割

在熔化切割中.如果輔助氣流不僅僅是把切縫內(nèi)的熔融物吹走，而且還能夠與工件發(fā)生改熱反應(yīng)，使切割過(guò)程增加另—熱源，這樣的切割稱(chēng)為反應(yīng)熔化切割。通常能與工件發(fā)生反應(yīng)的氣體是氧氣或含有氧氣的混合氣休。

當(dāng)工件表面溫度達(dá)到燃點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的燃燒放熱反應(yīng)，可大大提高激光切割的能力。對(duì)于低碳鋼和不銹鋼，燃燒放熱反應(yīng)提供的能量是60%。對(duì)于鈦等活性金屬，燃燒提供的能量大約是90%。

因此，反應(yīng)熔化切割與激光汽化切割、—般熔化切割相比，所需的激光功率密度更低，僅為汽化切割的1/20，熔化切割的1/2。然而，在反應(yīng)熔化切割中，內(nèi)于燃燒反應(yīng)會(huì)使材料表面發(fā)生一些化學(xué)變化，從而對(duì)工件的性能會(huì)有影響。

Ⅲ熔化切割

在激光切割過(guò)程中，如果增加一個(gè)與激光束同軸的輔助吹氣系統(tǒng)，使切割過(guò)程中熔融物的去除不是單靠材料汽化本身，而主要是依靠高速輔助氣流的吹動(dòng)作用，將熔融物連續(xù)不斷地從切縫中吹走，這樣的切割過(guò)程稱(chēng)為熔化切割。

在熔化切割過(guò)程中，工件溫度不再需要被加熱到汽化溫度以上，因此所需的激光功率密度可大大降低。由材料熔化與汽化的潛熱比可知，熔化切割所需激光功率僅為汽化切割方法的1/10。

Ⅳ激光劃片

這種方法主要用于：半導(dǎo)體材料;利用功率密度很高的激光束在半導(dǎo)體構(gòu)料工件表面劃出—個(gè)個(gè)淺的溝槽，由于這種溝槽削弱了半導(dǎo)體材料的結(jié)合力.可通達(dá)機(jī)械的方法或振動(dòng)的方法使其斷裂。激光劃片的質(zhì)量用表面碎片和熱影響區(qū)的大小來(lái)衡量。

Ⅴ冷切割

這是一種新型加工方法，是隨著最近幾年紫外波段的高功率的出現(xiàn)而提出來(lái)的。它的基本原理：紫外光子的能量同許多有機(jī)材料的結(jié)合能相近，用這樣的高能光子去撞擊有機(jī)材料的結(jié)合鍵并使其破裂。從而達(dá)到切割的目的。這種新技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，持別是在電子行業(yè)中的應(yīng)用會(huì)很廣。

Ⅵ熱應(yīng)力切割

脆性材料在激光束的加熱下.其表面易產(chǎn)生較大的應(yīng)力.從而能夠整齊、迅油地通過(guò)激光加熱的應(yīng)力點(diǎn)引起斷裂.這樣的切割過(guò)程稱(chēng)為激光熱應(yīng)力切割。熱應(yīng)力切割的機(jī)理為：激光束加熱脆性材料的某一區(qū)域.使其產(chǎn)生明顯的溫度梯度。

工件表面溫度較高要發(fā)生膨脹.而工件內(nèi)層溫度較低要阻礙膨脹，結(jié)果在工件表面產(chǎn)生拉應(yīng)力.內(nèi)層產(chǎn)生徑向的擠壓應(yīng)力。當(dāng)這兩種應(yīng)力超過(guò)工件本身的斷裂極限強(qiáng)度時(shí)。便會(huì)在工件上出現(xiàn)裂紋。使得工件沿裂紋斷開(kāi)。熱應(yīng)力切割的速度—股為m/s量級(jí)。這種切割方法適用于切割玻璃、陶瓷等材料。

總結(jié)：激光切割機(jī)是利用激光特性以及鏡片聚焦使能量集中將材料表面融化或氣化的一種切割技術(shù)?？梢宰龅角懈钯|(zhì)量好、速度快、切割材料多、效率高等優(yōu)點(diǎn)。