随着光束与工件的相对位置移动,材料最终会形成一条狭缝,从而达到切割的目的。
激光切割工艺以隐形光束代替传统机械刀,具有精度高、切割速度快、不受切割图案限制、自动排版节省材料、切口光滑、加工成本低等特点。逐步改进或取代传统的金属切削加工设备。激光刀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,一般不需要后续加工;切割热影响区小,板材变形小,切缝窄(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,可加工任何方案,无需开模即可大幅面切割整板,经济省时。
与传统氧乙炔、等离子等切割工艺相比,激光切割速度快,切缝窄,热影响区小,切缝边缘垂直度好,切边平整.包括碳钢、不锈钢、合金钢、木材、塑料、橡胶、布料、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等。随着市场经济的快速发展和科学技术的飞速发展,激光切割技术已经广泛应用于汽车、机械、电力、五金电器等领域。近年来,激光切割技术正以前所未有的速度发展,每年以15%到20%的速度增长。自2009年以来,我国以每年近25%的速度增长。目前,我国激光切割技术的整体水平与先进国家还有很大差距。因此,激光切割技术在国内市场具有广阔的发展前景和巨大的应用空间。
激光切割机在切割过程中,光束通过切割头的透镜聚焦成一个小焦点,使焦点达到高功率密度,切割头固定在z-轴。此时,光束输入的热量远远超过材料反射、传导或扩散的部分热量,材料迅速加热到熔化和汽化温度。同时,来自同轴或非同轴侧的高速气流将熔化并将汽化的材料吹出,形成用于材料切割的孔。随着焦点与材料的相对运动,孔形成一条宽度较窄的连续狭缝,完成材料的切割。
目前激光切割机外光路部分主要采用飞行光路系统。激光发生器发出的光束通过反射镜1、2、3到达切割头上的聚焦透镜,聚焦后在被加工材料表面形成光斑。反光罩1固定在机身上;光束上的反射器2随着光束的移动沿x方向移动; z轴上的反射器3随着z轴的移动而沿y方向移动。从图中不难看出,在切割过程中,随着光束沿x方向移动,z轴部分沿y方向移动,光路长度一直在变化。
目前,由于制造成本等原因,民用激光发生器发出的激光束均具有一定的发散角,呈“锥形”。当“锥体”的高度发生变化(相当于激光切割机的光路长度发生变化)时,聚焦透镜表面的光束截面积也会发生变化。此外,光具有波的特性,因此衍射是不可避免的。衍射导致光束在传播过程中横向扩展。这种现象存在于所有光学系统中,可以决定这些系统的理论性能。极限值。由于高斯光束的“锥体”和光波的衍射效应,当光路长度发生变化时,作用于透镜表面的光束直径会瞬间发生变化,从而引起焦距和光波的变化。焦点深度,但它对焦点位置有影响。很小。如果在连续加工过程中焦距大小和焦深发生变化,必然会对加工产生很大的影响。例如,切割缝的宽度会不一致,在相同的切割功率下不会切穿或烧蚀板材。