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    激光切割原理

    瀏覽次數:189次 發布時間:2022-04-01

    激光切割是由激光器所發出的水平激光束經45度全反射鏡變為垂直向下的激光束,后經透鏡聚焦,在焦點處聚成一個小的光斑,在光斑處會焦的激光功率密度高達10^6~10^9W/cm^2。

    利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至汽化溫度,蒸發形成孔洞,隨著光束對材料的移動,孔洞連續形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫,完成對材料的切割。

    激光切割原理、分類

    (1)激光切割的原理

    激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質,從而實現將工件割開。

    (2)激光切割的分類

    1)汽化切割

    利用高能量密度的激光束加熱工件。在短的時間內汽化,形成蒸氣。在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光做汽化切割時需要大的功率和功率密度。

    激光做汽化切割多用于薄的金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

    2)熔化切割

    激光熔化切割時,用激光加熱使金屬材料熔化,噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出,形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。

    激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割,如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。

    3)氧氣切割

    它是用激光作為預熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發生氧化反應,放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出,而切割速度遠遠大于激光做汽化切割和熔化切割。

    激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

    4)劃片與控制斷裂

    激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。

    控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產生局部熱應力,使材料沿小槽斷開。

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