激光切割工作原理

激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割圖案限制，自動(dòng)排版節(jié)省材料，切口平滑，加工成本低等特點(diǎn)，將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。激光刀頭的機(jī)械部分與工件無接觸，在工作中不會(huì)對(duì)工件表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工；切割熱影響區(qū)小，板材變形小，切縫（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機(jī)械應(yīng)力，無剪切毛刺；加工精度高，重復(fù)性好，不損傷材料表面；數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對(duì)幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟(jì)省時(shí)。

激光器切割設(shè)備的組成

激光器切割設(shè)備主要由激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、數(shù)控運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)高切割頭、工作平臺(tái)和吹高壓氣體等系統(tǒng)組成。許多參數(shù)會(huì)影響激光切割過程，其中一些取決于激光器和機(jī)床的技術(shù)性能，而另一些參數(shù)是變化的。激光切割的主要參數(shù)有：

激光切割的主要參數(shù)

1光束模式

基模，也稱高斯模，是切割最理想的模式，主要出現(xiàn)在功率小于1kW的小功率激光器。多模，是高階模的混合，在相同功率下多模的聚焦性差，切割能力低，單模激光的切割能力和切割質(zhì)量?jī)?yōu)于多模。

2激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取決于切割材料、材料厚度和切割速度要求。激光功率對(duì)切割厚度、切割速度、切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。

3焦點(diǎn)位置

焦點(diǎn)位置對(duì)切口寬度影響較大。一般選擇焦點(diǎn)位于材料表面下方約1/3扳厚處切割深度最大，且口寬度最小。

4焦矩

切割較厚鋼板時(shí)，應(yīng)采用焦矩較長(zhǎng)的光束，以獲得垂直度良好的切割面。焦點(diǎn)深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，是切割速度降低。要保持一定的切割速度需要增大激光功率。切割薄板宜采用焦距較小的光束，這樣光斑直徑小，功率密度大，切割速度快。

5輔助氣體

切割低碳鋼多采用氧氣作切割氣體，以利用鐵-氧燃燒反應(yīng)熱促進(jìn)切割過程，而且切割速度快，切口質(zhì)量好，可以獲得無掛渣的切口。其壓力增大，動(dòng)能增加，排渣能力增強(qiáng)；切割氣壓的大小根據(jù)材料、板厚、切割速度和切割表面質(zhì)量因素確定。

6噴嘴結(jié)構(gòu)

噴嘴的結(jié)構(gòu)形狀和出光口尺寸大小，也影響激光切割質(zhì)量和效率，不同的切割要求選用不同的噴嘴。常用的噴嘴形狀有：圓柱形、錐形、所方形等形狀。激光切割一般采用同軸（氣流與光軸同心）吹氣方式，如氣流與光軸不同軸，那么在切割時(shí)易產(chǎn)生大量的飛濺。為保證切割過程的穩(wěn)定性，通常要控制噴嘴端面與工件表面的距離，一般為0.5～2.0mm，以便切割順利進(jìn)行。

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