激光切割加工技術的研究與應用

佛山激光切割加工是激光加工行業(yè)中最重要的一項應用技術,也是激光加工中應用最早、使用最多的加工方法。它占整個激光加工業(yè)的70%以上。本文主要介紹激光切割原理，激光切割的特點，材料激光切割的主要影響因素分析，激光切割的主要工藝技術的發(fā)展和分析。目前激光切割主要是CO2激光切割，本文還介紹CO2激光切割的主要原理，以及CO2激光切割的加工特點，CO2激光切割的國內(nèi)外各領域的的應用介紹。常用工程材料的激光切割介紹與分析。激光切割技術的發(fā)展現(xiàn)狀與展望，并根據(jù)其國內(nèi)國外的發(fā)展現(xiàn)狀,指出了激光切割技術未來的發(fā)展趨勢。
激光切割加工原理：
 激光束聚焦成很小的光點其最小直徑可小于 0.1mm），使焦點處達到很高的功率密度可超過106W／cm2)。這時光束輸入（由光能轉(zhuǎn)換）的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分，材料很快加熱至汽化濕度，蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續(xù)形成寬度很窄（如0.1mm左右）的切縫，再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達到切割材料的效果。由于是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機械刀，激光刀頭的機械部分與工作無接觸，在工作中不會對工作表面造成劃傷；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，切縫窄（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機械應力，無剪切毛刺；加工精度高，重復性好，不損傷材料表面；數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟省時。
影響激光切割質(zhì)量的因素
影響激光切割加工質(zhì)量的因素很多，激光切割加工的一個重要優(yōu)點在于可以對過程中的主要因素實施高度控制，使切割出的工件充分滿足客戶的要求，并且重復性很好。這些主要因素由切割速度、焦點位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數(shù)構成。除了以上4個最重要的變量以外，可能對切割質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素還包括光束參數(shù)(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脈沖波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面狀態(tài))，以及割炬和噴嘴、外光路系統(tǒng)、工件固定等其他因素。可以通過改變工件特性來提高切割質(zhì)量。鋼材表面溫度過高和銹蝕都能影響切割質(zhì)量。一般要求鋼板溫度要低，可以通過調(diào)整切割順序來降低鋼板表面溫度，要求一個位置割完后，調(diào)到較遠的位置進行切割，在調(diào)整過程中，要綜合考慮切割質(zhì)量和切割效率問題：也可以通過在切割處使用水冷卻來降低鋼板溫度。鋼板表面銹蝕嚴重，嚴重影響切割質(zhì)量，導致切割豁口大，切割孔時，廢料清除不掉，增加后續(xù)處理成本。