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激光切割机切割原理

发表时间：〖2025-08-03 11:17:01〗浏览次数：〖185〗

聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工，不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品；由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺。激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光点，不需要额外增添其它设备和材料，只要激光器能正常工作，就可以长时间连续加工。激光加工速度快，成本低廉。激光加工由计算机自动控制，生产时不需人为干预。在jiguangqi化切割过程中，材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快，足以避免热传导造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。此情况下需要非常高的激光功率。该加工不能用于，像木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。在板材厚度一定的情况下，假设有足够的激光功率，最大切割速度受到气体射流速度的限制。 1、汽化切割在汽化切割中，聚焦光束将材料表面加热到沸点并产生钥匙孔。锁孔导致吸收率突然增加，迅速加深孔。当孔加深并且材料沸腾时，产生的蒸汽侵蚀熔化的壁，将喷射物吹出并进一步扩大孔。通常通过该方法切割非熔融材料，例如木材，碳和热固性塑料。2、熔化熔融和熔喷或熔融切割使用高压气体从切割区域吹出熔融材料，大大降低了功率需求。首先将材料加热到熔点，然后气体喷射将熔融材料吹出切口，避免需要进一步升高材料的温度。用这种方法切割的材料通常是金属。3、热应力开裂脆性材料对热断裂特别敏感，这是热应力开裂中的一个特征。光束聚焦在表面上，引起局部加热和热膨胀。这导致裂缝，然后可以通过移动梁来引导裂缝。裂缝可以以m/s的顺序移动。它通常用于切割玻璃。4、硅片的隐形切割在硅半导体器件制造中制备的微电子芯片与硅晶片的分离可以通过所谓的隐形切割工艺进行，该工艺使用脉冲Nd：YAG激光器，其波长(1064nm)被很好地用于电子带隙的硅(1.11电子伏特或1117纳米)。5、反应切割又称“燃烧稳定激光气割”，“火焰切割”。反应切割就像氧气割炬切割，但激光束作为点火源。主要用于切割厚度超过1毫米的碳钢。该过程可用于以相对较小的激光功率切割非常厚的钢板。（1）高速、高精度激光切割机由于大功率激光器光束模式的提高及32位微机的应用于，为激光切割成设备的高速、高精度建构了有利条件。（2）厚板切割成和大尺寸工件切割成的大型激光切割机随着可用作激光切割成激光器功率的减小，激光切割成正从轻工业薄板的钣金加工向着重工业厚板切割成方向发展。（3）三维立体多轴数控激光切割机，为了符合汽车、航空等工业的立体工件切割成的必须，已发展了各种各样的五轴或六轴三维激光切割机，数控轴数超过九轴，加工速度快，精度高。在先进设备国家的汽车生产线上，激光切割成机器人的应用于愈来愈多。三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展，其应用于范围将会愈来愈大。（4）激光切割成单元自动化和无人化为了提升生产率和节省劳动力，激光切割成正向着激光切割成单元（FMC）和无人化、自动化方向发展。发展这种单元自动化系统，必须依赖现金的自动控制、网络控制技术及计算机生产辅助管理系统技术等。国外有数各种各样的激光切割成单元可供应市场，并有由6台大型激光切割机为核心构成的无人化的切割成生产线在工厂运营。（5）紧凑型和人组一体化数控激光切割机随着激光器提到的增大和功率的减小，以及辅助装置的不断完善，经常出现了把激光器、电源、主机、控制系统和冷却水循环装置等密切地人组在一起，构成占地面积小、功能完善的整套紧凑型激光切割机。此外，激光切割成技术正与激光焊、激光表面淬火等激光加工工艺人组，以发展一机多用，进一步提高设备的利用率。切割厚度与激光的功率相关，铝板可以用激光切割。水切割与激光切割的对比：一、水切割优势：1）可以切割任何材料（包括激光所不能或很难切割的反光材料、复合材料、敏感材料等。比如石头，合金等）2）切割的厚度可以很厚。如100MM，甚至更厚的材料。3）切割不会产生热变形。切割精度高。4）不会改变切割缝周边材料的质地（激光属于热切割，会改变切割区域周边的质地。二、水切割的劣势：速度那是相当的慢。不适合批量大规模生产。三、激光的优势：1）速度快。可以用于大批量生产。四、激光的劣势：1）激光切割碳钢在工业上的应用一般为20MM以下。切割能力一般40MM以下。不锈钢工业应用一般在16MM以下，切割能力一般在25MM以下。2）激光其实可以切大部分材料，但相对于水切割还是有所不足，如反光厉害的材料、大理石等等。3）切割的表面精糙度没有水切割好，越厚的材料越明显。水刀切割和激光切割的效率有天壤之别，不能代替激光切割。结构钢：该材料用氧气激光切割时会得到较好的结果。当激光切割机用氧气作为加工气体时，切割边缘会轻微氧化。而且对于厚度达4mm的板材，也可以用氮汽作为加工气体进行高压切割，并且切割边缘不会被氧化。如果是厚度在10mm以上的板材，想要取得较好的效果，可以在激光器使用特殊极板，还需要给加工中的工件表面涂油。水切割机可以让不耐高温灼烧的材料在一个可控的较低温度环境下对材料进行加工，激光切割产生的温度很高，有的材料在高温下会变形或者烧焦，所以就采取水切割机。至于水切割机是否可以代替激光切割机，主要看你切割的是什么材料。有的可以代替，有的是不可能代替的。