
激光切割加工是一種利用高功率密度的激光束對(duì)材料進(jìn)行切割的加工方法。其加工工藝主要包括以下幾個(gè)方面:
一、工作原理
激光切割加工通過(guò)聚焦后的激光束照射到材料表面,使材料迅速熔化、汽化或燃燒,從而達(dá)到切割的目的。激光束的能量高度集中,能夠迅速局部加熱材料,使材料蒸發(fā)并形成孔洞,隨著光束的移動(dòng),孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫,完成對(duì)材料的切割。
二、切割工藝類型
激光切割加工主要包括以下幾種切割工藝:
汽化切割:在高功率密度激光束的加熱下,材料表面溫度升*沸點(diǎn)溫度的速度很快,足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。
熔化切割:當(dāng)入射的激光束功率密度超過(guò)某一值后,光束照射點(diǎn)處材料內(nèi)部開(kāi)始蒸發(fā),形成孔洞。小孔被熔化金屬壁所包圍,然后,與光束同軸的輔助氣流把孔洞周?chē)娜廴诓牧蠋ё摺kS著工件移動(dòng),小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。
氧化熔化切割:如果以氧氣或其它活性氣體代替惰性氣體,材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃,與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源。這個(gè)過(guò)程存在兩個(gè)熱源,即激光照射能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。
控制斷裂切割:對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料,通過(guò)激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷。激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域,引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形,導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
三、加工特點(diǎn)
激光切割加工具有以下顯著特點(diǎn):
高精度:激光束聚焦后光斑小,切割精度高,能夠滿足精密加工的需求。
高效率:激光切割速度快,能夠大幅提高生產(chǎn)效率。
熱影響區(qū)?。河捎诩す馐芰扛叨燃校瑑H有少量熱傳到材料的其它部分,所造成的變形很小或沒(méi)有變形。
廣泛的材料適應(yīng)性:激光切割加工適用于金屬和非金屬材料的加工,如不銹鋼、鋁合金、塑料等。
自動(dòng)化程度高:激光切割加工通常采用計(jì)算機(jī)化數(shù)字控制技術(shù)(CNC)裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化的加工過(guò)程。
四、加工過(guò)程
激光切割加工過(guò)程通常包括以下幾個(gè)步驟:
準(zhǔn)備材料:根據(jù)加工需求選擇合適的材料,并進(jìn)行必要的預(yù)處理,如清潔、去毛刺等。
設(shè)置加工參數(shù):根據(jù)材料的種類、厚度以及加工要求,設(shè)置激光切割機(jī)的加工參數(shù),如激光功率、切割速度、氣體類型等。
編程與模擬:利用CAD軟件繪制切割圖形,并生成切割程序。在正式加工前,可以進(jìn)行模擬切割,以確保程序的正確性和切割效果。
正式加工:將材料放置在激光切割機(jī)的工作臺(tái)上,啟動(dòng)切割程序,激光束按照預(yù)設(shè)的軌跡進(jìn)行切割。
后處理:加工完成后,對(duì)切割件進(jìn)行必要的后處理,如去毛刺、清洗等。
綜上所述,激光切割加工工藝具有高精度、高效率、熱影響區(qū)小、廣泛的材料適應(yīng)性以及自動(dòng)化程度高等顯著特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得激光切割加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。