激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
激光熔化切割
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,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属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。
激光切割技术的科普
激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。历时一个世纪激光技术厚积薄发,在二十一世纪,激光技术与先进装备两者完美结合,形成了激光切割技术,推动了先进制造设备业的发展。
利用高功率、高密度的激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至气化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割——这就是激光切割(LaserCutting)。于是,激光技术广泛渗透到金属加工、钢铁、航空航天、汽车制造、医1疗设备等各个加工产业领域。
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。