激光切铝激光切割的原理是啥？

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激光切铝激光切割的原理是啥？

2019-06-30 00:10:27 来源：朵拉利品网

1, 激光切割的原理是啥？

激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或气化，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。激光切割，由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀，激光刀头的机械部分与工作无接触，在工作中不会对工作表面造成划伤；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，切缝窄（0.1mm~0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。
激光切割主要是CO2激光切割，CO2激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。CO2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，变形极小。（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。
CO2激光切割的几项关键技术：一是焦点位置控制技术。聚焦透镜焦深越小，焦点光斑直径就越小，因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。二是切割穿孔技术。任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。三是嘴设计及气流控制技术。激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。
激光切割工艺多种多样，其中熔化切割是使入射的激光束功率密度超过某一值，从而使光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞；汽化切割是使用高功率密度的激光束加热，避免热传导造成的熔化，于是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，与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源；对于容易受热破坏的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断，引起该区域大的热梯度和严重的机械变形，导致材料形成裂缝，称之为控制断裂切割。

2, 激光切割的主要特性是什么

第一，激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内，可提供：（1）狭的直边割缝（2）最小的邻近切边的热影响区（3）极小的局部变形
第二，激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，这就意味着：（1）工件无机械变形（2）无刀具磨损，也谈不上刀具的转换问题（3）切割材料无须考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响，任何硬度的材料都可以切割
第三，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因此：（1）与自动化设备相结合很方便，容易实现切割过程自动化（2）由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力（3）与计算机结合，可整张板排料，节省材料
大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都可以进行无变形切割。
二、激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工。

3, 激光切割和火焰切割有什么区别？

激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的（如0.1mm左右）切缝，完成对材料的切割。
由于没有刀具加工成本，所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术（CNC）装置。采用该装置后，就可以利用电话线从计算机辅助设计（CAD）工作站来接受切割数据。
火焰切割是钢板粗加工的一种常用方式。其切割金属厚度从1毫米到1.2米，但是当您需要切割的绝大多数低碳钢钢板厚度在20毫米以下时，应采用其他切割方式。
火焰切割是利用氧化铁燃烧过程中产生的高温来切割碳钢，火焰割炬的设计为燃烧氧化铁提供了充分的氧气，以保证获得良好的切割效果。
火焰切割设备的成本低并且是切割厚金属板唯一经济有效的手段，但是在薄板切割方面有其不足之处。与等离子比较起来，火焰切割的热影响区要大许多，热变形比较大。为了切割准确有效，操作人员需要拥有高超技术才能在切割过程中及时回避金属板的热变形。
火焰切割方法有割炬切割和切割机切割两种。

4, 激光切割铝合金及不锈钢的共同点是什么

激光不锈钢切割：
使用气体：氮气（主要是要求切割面不被氧化，板越厚对气体的纯度要求越高，一般要99.999%），当然对切割面没有要求的时候也可以用氧气来切不锈钢，比用氮气时还切得厚。
气体压力：一般10mm以下的不锈钢，10公斤左右。流量也很大。氮气用量很大，成本也比较高。 10mm以上那就不用说了，压力，流量，用量都更大。
切割速度：板厚与速度成反比。当然与激光发生器的功率大小也有关系。
例如，4000W发生器：4mm 大约在3000-5000mm/min 10mm大约在1000mm/min
功率：这个东西很难说，激光切割机厂家肯定有个默认的功率，如果切出来的不理想，操作可根据情况适当的调整功率大小（这东西要试出来的。不同钢厂出来的材料可能就有变化）
焦点：不锈钢切割时的焦点位置，一般在板厚的中间。
用激光切铝合金比切SUS更难，原因大家都知道，一个是反光，一个是溶融状态的粘性高。
使用气体一般用空气、氮气。流量也要40-50M3/H，速度也看厚度，一般切到12mm为止，如6KW激光器切4mm 4000mm/min 12mm 700mm/min
要做好反光保护措施，切铝板时请带上口罩（特别提醒）
下图为：28MM 和25MM不锈钢，用激光高压氮气切割出来的样品

激光

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光，故名“激光”。光是原子中的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级，回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光，就是被引诱（激发）出来的光子队列，这光子队列中的光子们，光学特性一样，步调极其一致。打个比方就是，普通光源，比如电灯泡发出来的光子各不同，而且会各个方向乱跑，很不团结，但是激光中的光子们则是心往一处想，劲往一处使，这导致它们所向披靡，威力很大。激光应用很广泛，主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。