激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙1炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
材料分析
结构钢
该材料用氧气切割时会得到较好的结果。当用氧气作为加工气体时,切割边缘会轻微氧化。对于厚度达4mm的板材,可以用氮气作为加工气体进行高压切割。这种情况下,切割边缘不会被氧化。厚度在10mm以上的板材,对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件表面涂油可以得到较好的效果。
不锈钢
在可以接受切割端面氧化的情况下可使用氧气;使用氮气以得到无氧化无毛刺的边缘,就不需要再作处理了。在板材表面涂层油膜会得到更好的穿孔效果,而不降低加工质量。
铝
尽管有高反射率和热传导性,厚度6mm以下的铝材可以切割,这取决于合金类型和激光器能力。当用氧切割时,切割表面粗糙而坚硬。用氮气时,切割表面平滑。纯铝因为其高纯非常难切割,只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铝材。否则反射会毁坏光学组件。
钛
钛板材用氩气和氮气作为加工气体来切割。其它参数可以参考镍铬钢。
铜和黄铜
两种材料都具有高反射率和非常好的热传导性。厚度1mm以下的黄铜可以用氮气切割;厚度2mm以下的铜可以切割,加工气体必须用氧气。只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铜和黄铜。否则反射会毁坏光学组件。
激光切割机对人体的伤害
眼部
一般新接触激光切割机,都喜欢盯着切割1头看,如果长时间看切割产生的火花,对眼睛有伤害,有刺痛感。激光切割机在加工过程中,发射出的激光的特性,可使能量在空间和时间上高度集中。通过眼的屈光介质聚焦在视网1膜上形成影像,而使视网1膜上的能量密度较角1膜上入射能量密度提高104~105;激光单色性好,在眼底的色差小。致使极低的激光能量照射即可引起眼1角1膜或视网1膜的损伤。
皮肤
激光照到皮肤时,如其能量(功率)过大时可引起皮肤的损伤,当然损伤可以由组织修复,虽然功能有所下降,但不影响整体功能结构,如果长时间照射可能会烫1伤和留疤,虽然对眼睛的损伤要轻得多,但也须引起高度重视。
呼吸道
激光产生的高温与气体配合,完成各种加工,与此同时也产生大量的粉尘,特别是在加工一些特殊金属材料时,产生的烟雾多含有大量化学成分,粉尘会悬浮在空气中,吸入后对人体有害。