光束激光

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激光切割原理-激光切割的原理是什么

作者:admin 日期:2022-03-10 11:56:44 点击数:

1、激光切割的原理:激光切割的原理是什么?

激光切割的原理是用高功率密度的激光束扫描材料表面,将材料加热到几千到几万度摄氏在极短的时间内,使材料熔化或汽化,然后用高压气体将熔化或汽化的材料吹离狭缝,达到切割材料的目的。 

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2、激光切割原理:激光切割的工作原理

激光切割是将激光器发出的水平激光束通过45°全反射镜转换成垂直向下的激光束,然后通过透镜聚焦,聚集在焦点处变成一个很小的光斑,当光斑照射在材料上时,材料迅速加热到汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束向材料的移动,随着辅助气体(二氧化碳气体、氧气、氮气等)将熔化的废渣吹走,使孔连续形成宽度较窄(如0、1mm左右)的狭缝,完成材料的切割。

(1)激光切割原理

激光切割是用聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到点火点。高速气流将熔融材料吹走,从而实现对工件的切割。激光切割是热切割方法之一、激光切割的原理如下图所示。

(2)激光切割的分类

1)汽化切割光束激光

利用高能量密度的激光束对工件进行加热。短时间内蒸发,形成蒸气。在材料中形成切口。材料的汽化热一般较大,因此激光汽化切割需要较高的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于极薄的金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡胶等)的切割。

2)熔断激光对什么材质不起作用。

激光熔断时,通过激光加热使金属材料熔化,从喷嘴喷出非氧化性气体(Ar、He、N等),液态金属被气体的强大压力排出,形成一个切口。所需能量仅为汽化切割的1/10、激光熔化切割主要用于切割一些不易氧化或活性金属的材料,如不锈钢、钛、铝及其合金。

3) 氧气切割激光机切割工艺详细参数。

它以激光为预热热源,以氧气等活性气体为切割气体。一方面,吹出的气体与切削金属发生氧化反应,释放出大量的氧化热;另一方面,熔融氧化物和熔体被吹出反应区,切割速度远高于激光汽化切割和熔融切割。

激光氧切割主要用于碳钢、钛钢、热处理钢等易氧化金属材料。

3、激光切割原理:激光切割的原理是什么?

激光切割是利用高功率密度的激光束扫描材料表面,在极短的时间内将材料加热到几千到几万摄氏度,使材料熔化或汽化,然后使用高压气体熔化或汽化将物质从切口处吹走,以达到切割材料的目的。激光切割,由于传统的机械刀换成了不可见光束,激光头的机械部分与工件无接触,工作时不会划伤工件表面;激光切割速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小,狭缝窄(0、1mm~0、3mm);切口无机械应力,无剪切毛刺;加工精度高,重复性好,对材料表面无损伤; CNC编程,可加工任意方案,无需开模即可大规格切割整板,经济省时。

激光切割主要是CO2激光切割。 CO2激光切割是利用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面,使材料熔化。光束与材料沿一定轨迹相对运动,从而形成一定形状的狭缝。 CO2激光切割技术相对于其他方法的明显优势是:(1)切割质量好。切口宽度窄(一般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)。接缝一般不需要返工焊接。 (2)切割速度快。例如,使用2KW激光功率,8mm厚碳钢的切割速度为100; 2mm厚不锈钢切削速度为100、热影响区小,变形极小。 (3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作者的工作环境。当然,CO2激光切割在精度和切割表面粗糙度方面无法超过电加工;在切割厚度方面,很难达到火焰和等离子切割的水平。

CO2激光切割的几项关键技术:一是焦点位置控制技术。聚焦透镜的焦深越小,焦斑的直径就越小,因此控制焦点相对于被切割材料表面的位置非常重要。二是切割穿孔技术。任何热切割技术,除了可以从电路板边缘开始的少数情况外,通常都必须在电路板上打一个小孔。早先,在激光冲压复合机上,先用冲床冲一个孔,然后用激光从小孔开始切割。三是喷嘴设计和气流控制技术。激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束通过喷嘴注入待切割材料中,形成气流。对气流的基本要求是进入切口的气流要大,速度要快,这样才能有足够的氧化作用,才能使切口材料充分进行放热反应;同时,有足够的动量将熔融材料吹出。

有多种激光切割工艺。其中,熔断是使入射激光束的功率密度超过一定值,使光束照射处的材料内部开始蒸发形成孔洞;汽化切割是利用高功率密度的激光束加热,避免因热传导而导致熔化,使部分材料汽化成蒸汽消失;氧化熔化切割是材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生剧烈的化学反应,产生另一个热源;对于易受热破坏的脆性材料,采用激光束加热进行高速、可控切割,使该区域产生较大的热梯度和剧烈的机械变形,导致材料产生裂纹,称为可控断裂切割。

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