激光切割是怎么一回事，激光切割技術(shù)介紹

激光切割是一種使用激光對材料進(jìn)行切片的技術(shù)。盡管通常用于工業(yè)制造應用，但它也開(kāi)始被學(xué)校，小型企業(yè)和業(yè)余愛(ài)好者使用。激光切割的工作原理是通常通過(guò)光學(xué)器件引導大功率激光器的輸出。該激光光學(xué)和CNC（計算機數字控制）用于引導材料或產(chǎn)生的激光束。用于切割材料的商用激光器使用運動(dòng)控制系統來(lái)遵循要切割到材料上的圖案的CNC或G代碼。聚焦的激光束對準材料，然后材料熔化，燃燒，汽化或被氣體射流吹走，留下具有高質(zhì)量表面光潔度的邊緣。

所述的生成激光束包括刺激的密閉容器內的放電或燈一個(gè)激光材料。當激發(fā)激光材料時(shí)，光束會(huì )通過(guò)部分反射鏡在內部反射，直到獲得足夠的能量以單色相干光流的形式逸出。通常使用鏡子或光纖將相干光導引到透鏡，透鏡將光聚焦在工作區域。聚焦光束的最窄部分的直徑通常小于0.0125英寸（0.32毫米）。根據材料的厚度，切口寬度可以小至0.004英寸（0.10毫米）。[6]為了能夠從邊緣以外的其他地方開(kāi)始切割，請在每次切割之前進(jìn)行一次穿孔。穿孔通常涉及高功率脈沖激光束，該激光束會(huì )在材料中緩慢形成一個(gè)洞，例如，對于厚度為0.5英寸（13毫米）的不銹鋼大約需要5到15秒。

來(lái)自激光源的相干光的平行光線(xiàn)的直徑通常在0.06-0.08英寸（1.5-2.0毫米）之間。通常，該光束通過(guò)透鏡或鏡子聚焦并增強到大約0.001英寸（0.025毫米）的非常小的光斑，以產(chǎn)生非常強的激光束。為了在輪廓切割過(guò)程中獲得盡可能平滑的光潔度，光束偏振的方向必須隨著(zhù)其繞成型工件的外圍旋轉。對于鈑金切割，焦距通常為1.5–3英寸（38–76毫米）。

激光切割相對于機械切割的優(yōu)勢包括更容易的工件固定和減少的工件污染（因為沒(méi)有切削刃會(huì )被材料污染或污染材料）。精度可能會(huì )更高，因為在此過(guò)程中激光束不會(huì )磨損。由于激光系統的熱影響區較小[8]，因此使被切割的材料翹曲的幾率也降低了。有些材料也很難或無(wú)法通過(guò)傳統方法切割。

與等離子切割相比，激光切割金屬具有更精確的優(yōu)勢[9]，并且在切割金屬板時(shí)消耗的能量更少；但是，大多數工業(yè)激光器無(wú)法穿透等離子體所能穿透的更大金屬厚度。以更高的功率（6000瓦，與早期的激光切割機的額定功率為1500瓦相比）運行的新型激光機正在接近等離子機以穿透厚材料的能力，但是這種機器的投資成本遠遠高于等離子機能夠切割鋼板等厚材料的切割機[10]。

激光切割中使用三種主要類(lèi)型的激光。該CO2激光適用于切割，鉆孔和雕刻。的釹（Nd）的釹和釔鋁石榴石（的Nd：YAG）激光器的風(fēng)格相同，僅在應用程序不同。Nd用于鏜孔，需要高能量但重復頻率低。Nd：YAG激光器用于需要非常高功率的地方，并用于鉆孔和雕刻。均CO2和Nd / Nd：YAG激光器可用于焊接。

一氧化碳通常通過(guò)使電流流過(guò)混合氣體（直流激勵）或使用射頻能量（射頻激勵）來(lái)“泵浦”激光。該RF方法是更新，已經(jīng)變得越來(lái)越流行。由于DC設計需要在腔體內放置電極，因此它們會(huì )遇到電極腐蝕以及玻璃器皿和光學(xué)器件上的電極材料鍍層的現象。由于RF諧振器具有外部電極，因此它們不容易出現這些問(wèn)題。 一氧化碳激光用于許多材料的工業(yè)切割，包括鈦，不銹鋼，低碳鋼，鋁，塑料，木材，工程木材，蠟，織物和紙張。YAG激光器主要用于切割和劃線(xiàn)金屬和陶瓷。

除了電源之外，氣流的類(lèi)型也會(huì )影響性能。CO的常見(jiàn)變體激光器包括快速軸向流，緩慢軸向流，橫向流和平板。在快速軸流諧振器中，二氧化碳，氦氣和氮氣的混合物通過(guò)渦輪機或鼓風(fēng)機高速循環(huán)。橫向流激光器使氣體混合物以較低的速度循環(huán)，這需要更簡(jiǎn)單的鼓風(fēng)機。平板或擴散冷卻的諧振器具有靜態(tài)氣體場(chǎng)，不需要加壓或玻璃器皿，從而節省了更換渦輪機和玻璃器皿的費用。

激光發(fā)生器和外部光學(xué)器件（包括聚焦透鏡）需要冷卻。根據系統的大小和配置，廢熱可以通過(guò)冷卻劑或直接轉移到空氣中。水是一種常用的冷卻劑，通常通過(guò)冷卻器或傳熱系統進(jìn)行循環(huán)。

甲激光微射流是一個(gè)噴水引導激光，其中，脈沖激光束被耦合到低壓水射流。它用于執行激光切割功能，同時(shí)使用水射流通過(guò)全內反射來(lái)引導激光束（很像光纖）。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，水還可以清除碎屑并冷卻物料。與傳統的“干式”激光切割相比，其他優(yōu)勢是切割速度快，平行切口和全向切割。