激光切割是一種高能量密度可控性好的無接觸加工
發(fā)布者：激光切割加工|凱利特 時(shí)間：2019/10/10 21:04:31
激光切割加工是一種高能量密度可控性好的無接觸加工。它將激光束聚焦成最小直徑可小于0.1mm的光點(diǎn)，使焦點(diǎn)處的功率密度可超過107W～108W/ M2，被照射的材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成小孔。隨著光束與材料相對線性移動(dòng)，使小孔連續(xù)形成寬度約0.1mm的切縫。切割時(shí)還加與被切材料相適應(yīng)的輔助性氣體，以加速材料的熔化、吹走熔渣或保護(hù)切縫不被氧化。
許多金屬材料，不管它有什么樣的硬度，都可以用激光進(jìn)行無變形的切割。大多數(shù)有機(jī)與無機(jī)材料都可以用激光切割。常用的工程材料中，除銅材外，包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金以及大多數(shù)鎳合金等都可以實(shí)施激光切割。
切縫最窄，熱影響區(qū)最小，工件局部變形極小，無機(jī)械變形。是一種可控性好的無接觸加工。無刀具磨損，任何硬度的材料（包括非金屬）都能切割。具有廣泛的適應(yīng)性和靈活性，易于自動(dòng)化，有無限的仿型切割能力。與傳統(tǒng)的板材切割方式相比，激光切割有明顯的優(yōu)勢。它切割速度快，生產(chǎn)效率高；切割質(zhì)量好、切縫窄；材料適應(yīng)性好，無刀具磨損；不管是簡單還是復(fù)雜零件，都可以用激光一次精密快速成形切割；自動(dòng)化程度高、操作簡單、勞動(dòng)強(qiáng)度低，沒有污染；生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益好；該技術(shù)的有效生命周期長。激光切割與常規(guī)加工方法相比，同樣具有明顯的優(yōu)勢。在熱切割方法中，氧可燃燒（如乙炔）切割和等離子切割都不能像激光束那樣集中能量于一個(gè)極小區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和較明顯的工件變形。氧可燃燒切割設(shè)備小、投資少，可切割厚達(dá)1m的鋼板，是很靈活的切割工具，主要用來切割低碳鋼。但是由于它熱影響區(qū)大、切割速度低，切口呈現(xiàn)嚴(yán)重的鋸齒狀和波折狀。因此，它很少被選用于切割20mm以下厚度且要求尺寸精確的材料。等離子切割與激光切割速度相仿，明顯高于乙炔火焰切割。但其切割能量較低，切邊頂部呈圓頭狀，切邊明顯起波形。在操作中，還要防止由電弧產(chǎn)生的紫外線輻射對操作者帶來的傷害。與激光切割相比，等離子切割較適合切割較厚鋼板和對光束反射率高的鋁合金等。但是，激光能切割非金屬，而其他熱切割方法則不能。在機(jī)械沖壓加工方式中，采用模沖方法生產(chǎn)大批量零件，具有零件成本低、生產(chǎn)周期短的優(yōu)勢，但這種方法對設(shè)計(jì)上的變化較難適應(yīng)，設(shè)備專用、制造周期長、造價(jià)高。對中小規(guī)模的企業(yè)來說，激光切割的特長就會充分顯示。
激光切割加工便于工件緊密編排套裁，比起每個(gè)工件周圍需預(yù)留較多材料余量的模沖更節(jié)約材料。對于需要分段沖切的大而復(fù)雜的零件，就需要用沖床沖切，導(dǎo)致切邊呈許多小貝殼狀刃口，產(chǎn)生大量邊角余料。對于薄金屬采用鋸切方式，其切割速度比激光切割加工慢很多。而且，激光作為一種靈活的無接觸、仿形切割工具，可以從材料任何一點(diǎn)開始向任何方向切割，這一點(diǎn)對鋸切來說，是望洋興嘆的。采用電火花或線切割等方法用于堅(jiān)硬材料的精細(xì)加工，雖然切口較平整，但切割速度要比激光切割加工慢幾個(gè)數(shù)量級。水切割雖然可以切割許多非金屬材料，但運(yùn)行費(fèi)用較高。
所以，激光切割加工機(jī)設(shè)備的興起是必然的，其發(fā)展前景也是巨大的。
