与传统的金属材质切割加工相比,激光切割零件的精度高、加工周期短,以及加工中无需传统冲压模具更换就可以加工任意复杂零件等优点,主要体现在一下5点:
1、从技术经济角度不宜制造模具的金属钣金件,特别是轮廓形状复杂,批量不大,一般厚度小于12mm的低碳钢、小于6mm厚的不锈钢,以节省制造模具的成本与周期。
2、切割质量好:切口宽度窄(一般为0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1~0.4mm,轮廓尺寸误差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般为12.5~25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
3、切割速度快:例如采用2kW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。
4、激光切割加工功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工。
5、激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度。
在激光切割工艺中,有时候需要辅助气体,这些辅助气体的作用不容小觑,它对切割加工的好坏有一定的影响。
辅助气体与激光光束同轴喷处,可以保护透镜免受污染并吹走切割区底部溶渣。另外,对非金属和部分金属材料使用压缩空气或惰性气体,可以清除溶化和蒸发材料,同时抑制切割区过度燃烧。
大多数金属激光切割则使用活性气体,如氧气,它会与灼热金属发生氧化放热反应,这部分附加热量可提高切割速度1/3—1/2。当高速切割薄板材时,需要较高的气体压力防止切口背面沾渣,当材料厚度或切割速度较慢时,气体压力可以适当的降低。
激光加工可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。
由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。
使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。例如:①美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽,不到4H即可高质量完成,而原来采用电火花加工则需要9H以上。仅此一项,每台发动机的造价可省5万美元。②激光切割钢件工效可提高8-20倍,材料可节省15-30%,大幅度降低了生产成本,并且加工精度高,产品质量稳定可靠。虽然激光加工拥有许多优点,但不足之处也是很明显的。