激光切割技术比其他方法的明显优点是:
(1)切割质量好。切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形。
(3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明:CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,日益广,的一种***加工方法。②切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为***后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。
激光切割利用激光束作为热源的热切割,工作原理与激光焊相似。激光切割的温度超过11000℃,足以使任何材料气化,因此在激光切割时,除熔化外,气化也起着重要的作用。有些材料(例如碳和某些陶瓷)的激光切割过程则纯属气化过程。金属的激光切割多采用大功率二氧化碳连续激光器。随着光束与工件相对位置的移动,***终使材料形成切缝,从而达到切割的目的。
切割时,喷射惰性气体流,吹除切口熔化金属,可使切口光洁平直;(2)高压气聚焦熔化切割当入射的激光束功率密度超过某一值后.光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。喷射氧气流可提高切割速度。激光切割的切口细窄、尺寸jing确、表面光洁,质量优于任何其他热切割方法。几乎所有的金属材料都可以用激光切割,可切割的厚度从几微米的箔片至50毫米的板材。
激光所用气体
激光所用气体包括激光器工作和保护气体以及切割辅助气体。
激光器工作气体用于产生激光,保护气体用于保护光学器件、驱动光闸。激光器工作气体由氦气、氮气、二氧化碳气体按照一定比例混合。
激光切割加工
切割辅助气体主要是 N2 或 O2,有的材料切割可以使用压缩空气作为切割辅助气体。N2 切割的切割面比较光亮;O2 切割的切割面由于材料被氧化而发黑。切割辅助气体的纯度越高,切割面的质量越好。
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