切割原理是一样的,主要是发电机不同。光纤激光器将泵浦物质结合到光纤中,并与半导体激光器发射的特定波长的激光器耦合。使光纤产生激光。
优点是花纹好,有利于裁剪。光电转换率高,可达二氧化碳的两倍。并且在切割钣金时有优势,因为光纤激光器发出的光是纳米波长的,所以吸收率更高。
但也有缺点。例如,需要在扩束模块和切割头处的聚焦透镜之间安装保护透镜。这个镜头很容易坏。大约一个星期,1或2个碎片被打破。价格是好是坏。这种镜片不需要二氧化碳,而且由于波长的原因,光纤切割的焦点比较敏感,所以厚板不容易切割。另外,现有的光纤激光器功率比较小,所以厚板的切割速度较慢。光纤设备的商业化比较短暂,还有很多不足,但这绝对是一个方向。
光纤激光切割机采用国际先进的光纤激光器,输出高能密集的激光束,聚焦在工件表面,使工件上被超细聚焦光斑照射的区域瞬间融化和蒸发。通过移动光斑照射位置实现自动切割。是集先进的光纤激光技术、数控技术和精密机械技术于一体的高科技设备。
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激光切割是将CO2激光束用聚焦镜聚焦在材料表面,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。