激光切割的類型和效果分析

[文]激光切割有三種主要的切割方法，包括激光熔化切割，激光火焰切割，激光氣化切割。下面將比較切割方法和切割效果（1）激光熔化切割中的激光熔化切割工件部分熔化，熔融材料通過氣流噴射。由于材料的轉(zhuǎn)移僅在其液態(tài)下發(fā)生，因此該過程稱為激光熔融切割。激光束與高純度惰性切割氣體相匹配，使熔融材料離開切口，氣體本身不參與切割。 Mdash，mdash，激光熔融切割可以實(shí)現(xiàn)比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于熔化材料所需的能量。在激光熔融切割中，激光束僅被部分吸收。 Mdash，mdash，最大切割速度隨著激光功率的增加而增加，并且隨著片材厚度的增加和材料的熔化溫度的增加幾乎成反比地減小。在恒定激光功率的情況下，限制因素是切口處的空氣壓力和材料的導(dǎo)熱率。 Mdash，mdash，用于黑色金屬材料和鈦的激光熔融切割可以在沒有氧化切割的情況下獲得。 Mdash，mdash，產(chǎn)生的激光功率密度熔化但低于氣化，對于鋼材料，在104 W / cmamp，sup2，~105 W / cmamp，sup2之間。 （2）激光火焰切割激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于氧氣被用作切割氣體。通過氧氣和加熱的金屬之間的相互作用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)以進(jìn)一步加熱材料。對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，通過該方法可獲得的切削速率高于熔融切削的切削速率。另一方面，該方法可能具有比熔融切割更差的切割質(zhì)量。實(shí)際上，它產(chǎn)生更寬的狹縫，顯著的粗糙度，增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。 Mdash，mdash，激光火焰切割在加工精密模型和尖角時不好（存在尖角燃燒的危險）。脈沖模式激光器可用于限制熱效應(yīng)。 Mdash，mdash，使用的激光功率決定了切割速度。在恒定激光功率的情況下，限制因素是氧的供應(yīng)和材料的導(dǎo)熱性。 （3）激光氣化切割在激光氣化切割過程中，材料在狹縫處氣化，在這種情況下需要非常高的激光功率。為了防止材料蒸汽冷凝到狹縫壁上，材料的厚度不得超過激光束的直徑。因此，該處理僅適用于需要避免排除熔融材料的應(yīng)用。該加工實(shí)際上僅用于鐵基合金的小型應(yīng)用領(lǐng)域。該加工不能用于諸如木材和某些陶瓷之類的材料，這些材料不會熔化，因此不太可能使材料蒸汽再凝結(jié)。此外，這些材料通常需要更厚的切割。 Mdash，mdash，在激光氣化切割中，最佳光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。 Mdash，mdash，激光功率和汽化熱對最佳聚焦位置只有一定的影響。 Mdash，mdash，要求激光功率密度大于108 W / cm2，并取決于材料，切割深度和光束聚焦位置。 Mdash，mdash，在板的一定厚度的情況下，假設(shè)有足夠的激光功率，最大切割速度受到氣體射流速度的限制。