必须知道的激光切割的这些加工方式

激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工方式。激光束聚焦后形成具有高能量密度的光斑，应用于切割有许多特点。而激光切割主要有四种不同的切割方式，以便应对不同的情况。

熔化切割

　　在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。

　　激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。最1大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105W/cm2之间。

激光切割机加工高温合金的难点

高温合金是我们加工中比较常见的金属材料，那么它能否使用激光切割机来进行加工呢？下面我们来围绕“激光切割机加工高温合金的难点”为大家分析一下。

高温合金由于其硬度高，耐高温，所以在使用金属激光切割机进行切割时会难以保证切割精度，那么，高温铝合金和一般钢材相比，使用光纤激光切割机加工有哪些难点呢？其主要表现在以下几点：

1

加工硬化倾向大

比如GH4169未强化处理的基体硬度约HRC37，金属激光切割机切割后表面将会产生0.03mm左右的硬化层，硬度增加到HRC47左右，硬化程度高达27%。加工硬化现象对氧化先端丝锥寿命有很大影响，通常会产生严重的边界磨损。

2

材料导热性差

切削高温合金时产生的大量切削热由氧化先端丝锥承受，刀尖承受了高达800～1000℃的切削温度，在高温和大切削力作用下，将导致切削刃产生塑性变形、粘结与扩散磨损。

3

切削力大

高温合金强度比汽轮机常用合金钢材料高30%以上，在600℃以上的切削温度下，镍基高温合金材料的强度仍高于普通合金钢材料。未强化处理的高温合金单位切削力在4000N/mm2以上，而普通合金钢仅2500N/mm2。

4

磨损大

镍基合金主要成份为镍和铬，另外还添加有少量其它元素：钼、钽、铌、钨等，值得注意的是，钽、铌、钨等也是用来制造硬质合金(或高速钢)氧化先端丝锥的主要成分，用这些氧化先端丝锥加工高温合金会产生扩散磨损和磨料磨损。

熔化切割

当入射的激光束功率密度超过某一值后，光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞。一旦这种小孔形成，它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围，然后，与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动，小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射，熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。

氧化熔化

熔化切割一般使用惰性气体，如果代之以氧气或其它活性气体，材料在激光束的照射下被点燃，与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源，称为氧化熔化切割。具体描述如下：

⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度，随之与氧气发生激烈的燃烧反应，放出大量热量。在此热量作用下，材料内部形成充满蒸汽的小孔，而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。

⑵燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度，同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高，燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然，氧气流速不是越高越好，因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却，这对切割质量也是不利的。

⑶显然，氧化熔化切割过程存在着两个热源，即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计，切割钢时，氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。

很明显，与惰性气体比较，使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。

⑷在拥有两个热源的氧化熔化切割过程中，如果氧的燃烧速度高于激光束的移动速度，割缝显得宽而粗糙。如果激光束移动的速度比氧的燃烧速度快，则所得切缝狭而光滑。