切割工艺

    汽化切割

    在高功率密度激光束的加热下，资料外表温度升至沸点温度的速度是如此之快，足以防止热传导形成的凝结，于是局部资料汽化成蒸汽消逝，局部资料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。一些不能凝结的资料，如木材、碳素资料和某些塑料就是经过这种汽化切割办法切割成形的。

    汽化切割过程中，蒸汽随身带走凝结质点和冲刷碎屑，构成孔洞。汽化过程中，大约40%的资料化作蒸汽消逝，而有60%的资料是以熔滴的方式被气流驱除的。

    凝结切割

    当入射的激光束功率密度超越某一值后，光束映照点处资料内部开端蒸发，构成孔洞。一旦这种小孔构成，它将作为黑体吸收一切的入射光束能量。小孔被凝结金属壁所包围，然后，与光束同轴的辅助气流把孔洞四周的熔融资料带走。随着工件挪动，小孔按切割方向同步横移构成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿映照，凝结资料持续或脉动地从缝内被吹走。

    氧化凝结

    凝结切割普通运用惰性气体，假如代之以氧气或其它活性气体，资料在激光束的映照下被点燃，与氧气发作剧烈的化学反响而产生另一热源，称为氧化凝结切割。详细描绘如下：

    ⑴资料外表在激光束的映照下很快被加热到燃点温度，随之与氧气发作剧烈的熄灭反响，放出大量热量。在此热量作用下，资料内部构成充溢蒸汽的小孔，而小孔的四周为熔融的金属壁所包围。

    ⑵熄灭物质转移成熔渣控制氧和金属的熄灭速度，同时氧气扩散经过熔渣抵达点火前沿的快慢也对熄灭速度有很大的影响。氧气流速越高，熄灭化学反响和去除熔渣的速度也越快。当然，氧气流速不是越高越好，由于流速过快会招致切缝出口处反响产物即金属氧化物的快速冷却，这对切割质量也是不利的。

    ⑶显然，氧化凝结切割过程存在着两个热源，即激光映照能和氧与金属化学反响产生的热能。据估量，切割钢时，氧化反响放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。

    很明显，与惰性气体比拟，运用氧作辅助气体可取得较高的切割速度。

    ⑷在具有两个热源的氧化凝结切割过程中，假如氧的熄灭速度高于激光束的挪动速度，割缝显得宽而粗糙。假如激光束挪动的速度比氧的熄灭速度快，则所得切缝狭而润滑。

    控制断裂

    关于容易受热毁坏的脆性资料，经过激光束加热停止高速、可控的切断，称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是：激光束加热脆性资料小块区域，惹起该区域大的热梯度和严重的机械变形，招致资料构成裂痕。只需坚持平衡的加热梯度，激光束可引导裂痕在任何需求的方向产生。

    要留意的是，这种控制断裂切割不合适切割锐角和角边切缝。切割特大封锁外形也不容易取得胜利。控制断裂切割速度快，不需求太高的功率，否则会惹起工件外表凝结，毁坏切缝边缘。其主要控制参数是激光功率和光斑尺寸大小。

    切割程序

    1、交点位置的检出。激光切割前需先依据材质调整光束焦点在工件上的位置，由于激光束，特别是CO2气体激光，普通肉眼看不到，可采用楔形丙烯块检测出焦点位置，然后调理割炬的高度，使焦点处于设定位置。

    2、穿孔操作要点。世纪切割加工时，有的零件从板材的内部开端切割，这就要先在板材上打孔。一种办法是采用连续激光，在薄板上穿孔，能够用正常的辅助气体压力，光束映照0.2~1s就能贯串工件，然后即可转入切割。当工件厚度较大（如板厚为2~4mm）时，采用正常的气体压力穿孔，在工件外表上会构成尺寸比拟大的溶坑。不但影响切割质量，而且熔融物质溅出可能损坏透镜或喷嘴。此时宜恰当增大辅助气体的压力，同事稍微增大喷嘴的孔径与工件的间隔。这种办法的缺陷是气体流量增加并使切割速度降低。

    3、避免工件锐角转机处的烧熔。用连续激光切割带有锐角零件时，如切割参数匹配或操作不当，在锐角的转机处很容易发作自烧熔，不能构成转角处的尖角。这不只使该部位的质质变差，而且还会影响随后的切割。处理这一问题的办法是选择适合的切割参数，而采用脉冲激光切割时不存在锐角转机处的烧熔问题。