激光切割的這些基礎知識

早在上世紀 70 年代隧膘，激光就被首次用于切割代态。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，激光切割更被廣泛應用于鈑金疹吃，塑料蹦疑、玻璃、陶瓷萨驶、半導體以及紡織品歉摧、木材和紙質等材料加工。
未來幾年里腔呜，激光切割在精密加工和微加工領域的應用同樣會獲得實質的增長判莉。
激光切割
當聚焦的激光束照到工件上時，照射區(qū)域會急劇升溫以使材料熔化或者氣化育谬。一旦激光束穿透工件券盅，切割過程就開始了：激光束沿著輪廓線移動，同時將材料熔化膛檀。通常會用一股噴射氣流將熔融物從切口吹走锰镀，在切割部分和板架間留下一條窄縫娘侍，窄縫幾乎與聚焦的激光束等寬。
火焰切割
火焰切割是切割低碳鋼時采用的一種標準工藝泳炉，采用氧氣作為切割氣體憾筏。氧氣加壓到高達 6 bar 后吹進切口。在那里花鹅，被加熱的金屬與氧氣發(fā)生反應：開始燃燒和氧化氧腰。化學反應釋放大量的能量（達到激光能量的五倍）輔助激光束進行切割刨肃。
熔化切割
熔化切割是切割金屬時使用的另一種標準工藝古拴。也可以用于切割其他可熔材料，例如陶瓷真友。
采用氮氣或者氬氣作為切割氣黄痪，氣壓 2-20 bar 的氣體吹過切口。氬氣和氮氣是惰性氣體盔然，這意味著它們不和切口中的熔化金屬發(fā)生反應桅打，僅僅將它們向底部吹走。同時愈案，惰性氣體可以保護切割邊緣不被空氣氧化挺尾。
壓縮空氣切割
壓縮空氣同樣可以用來切割薄板≌拘鳎空氣加壓到 5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金屬遭铺。由于空氣中接近 80% 都是氮氣，因此壓縮空氣切割基本上屬于熔化切割崇众。
等離子體輔助切割
如果參數(shù)選擇恰當掂僵，等離子體輔助熔化切割切口中會出現(xiàn)等離子體云。等離子體云由電離的金屬蒸氣和電離的切割氣組成顷歌。等離子體云吸收 CO2 激光的能量并轉化進工件锰蓬，使更多的能量耦合到工件，材料會更快熔化眯漩，從而使切割速度更快芹扭。因此，這種切割過程也叫高速等離子體切割赦抖。
等離子體云事實上相對于固體激光是透明的舱卡，因此等離子體輔助熔化切割只能使用 CO2激光。
氣化切割
氣化切割將材料蒸發(fā)队萤，盡可能減小了對周圍材料的熱效應影響轮锥。采用連續(xù) CO2 激光加工蒸發(fā)低熱量、高吸收的材料就可以達到上述效果要尔，例如薄的塑料薄膜以及木材舍杜、紙新娜、泡沫等不熔化的材料。
超短脈沖激光使這項技術可以應用于其他材料既绩。金屬中的自由電子吸收激光并劇烈升溫概龄。激光脈沖不與熔融的粒子和等離子體反應，材料直接升華饲握，沒有時間將能量以熱量的形式傳給周圍材料私杜。皮秒脈沖燒蝕材料時沒有明顯的熱效應，沒有熔化和毛刺形成救欧。參數(shù)：調整加工過程
許多參數(shù)影響激光切割過程衰粹，其中一些取決于激光器和機床的技術性能，而另一些是變化的颜矿。
偏振度
偏振度表明多少百分比的激光被轉換寄猩。典型的偏振度一般在 90% 左右嫉晶。這對于高質量的切割已經(jīng)足夠了骑疆。
焦點直徑
焦點直徑影響切口寬度，可以通過改變聚焦鏡的焦距改變焦點直徑替废。更小的焦點直徑意味著更窄的切口箍铭。
焦點位置
焦點位置決定了工件表面上的光束直徑和功率密度以及切口的形狀。
激光功率
激光功率應和加工類型椎镣、材料種類和厚度相匹配诈火。功率必須足夠高以至于工件上的功率密度超出加工閾值。
工作模式
連續(xù)模式主要用于切割毫米到厘米尺寸的金屬和塑料的標準輪廓状答。而為了熔化穿孔或者產(chǎn)生精密的輪廓冷守，則采用低頻的脈沖激光。
切割速度
激光功率和切割速度必須互相匹配惊科。太快或者太慢的切割速度都會導致粗糙度的增加和毛刺的形成拍摇。
噴嘴直徑
噴嘴的直徑?jīng)Q定了從噴嘴中噴出的氣體流量和氣流形狀。材料越厚馆截，氣體噴流的直徑也要越大充活，相應地，噴嘴口的直徑也要增大蜡娶。
氣體純度和氣壓
氧氣和氮氣經(jīng)常用作切割氣體混卵。氣體的純度和氣壓影響切割效果。
采用氧氣火焰切割時窖张，氣體純度需達到 99.95 %幕随。鋼板越厚，采用的氣體氣壓越低宿接。
采用氮氣熔化切割時赘淮，氣體純度需要達到 99.995 %（理想情況是 99.999 %）枢赔，熔化切割厚鋼板時需要更高的氣壓。
技術參數(shù)表
在激光切割早期拥知，使用者必須通過試運轉自行決定加工參數(shù)的設置√ぐ荩現(xiàn)在，成熟的加工參數(shù)被存儲在切割系統(tǒng)的控制裝置中低剔。對于每一種材料類型和厚度速梗，都有對應的數(shù)據(jù)。技術參數(shù)表使得即使不熟悉這種技術的人也能順利操作激光切割設備襟齿。
激光切割質量評價因素
有許多判定激光切割邊緣質量的標準姻锁。像毛刺形式、凹陷猜欺、紋路等標準可以用肉眼判定位隶；垂直度、粗糙度和切口寬度等則需要采用專用儀器來測量开皿。材料沉積涧黄，腐蝕，熱影響區(qū)域和變形也是衡量激光切割質量的重要因素赋荆。