激光熔化切割:激光熔化切割時,用激光加熱使金屬材料熔化,然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達到很高的功率密度。這時光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分,材料很快加熱至汽化程度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小,基本沒有工件變形。光氧氣切割:激光氧氣切割原理類似于氧切割。它是用激光作為預熱熱源,用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,發(fā)生氧化反應,放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區(qū)吹出,在金屬中形成切口。
激光劃片與控制斷裂:激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器。當工件厚度較大(如板厚為2~4mm)時,采用正常的氣體壓力穿孔,在工件表面上會形成尺寸比較大的溶坑。不但影響切割質(zhì)量,而且熔融物質(zhì)濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時宜適當增大輔助氣體的壓力,同事略微增大噴嘴的孔徑與工件的距離。激光切割機是鈑金加工的一次工藝革命,是鈑金加工中的“加工中央”;激光切割機柔性化程度高,切割速度快,出產(chǎn),產(chǎn)品出產(chǎn)周期短,為客戶贏得了廣泛的市場,該技術(shù)的有效生命期長,國外超過2毫米厚度的板材大都采用激光切割機,很多國外的一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時期。
穿孔操作要點。世紀切割加工時,有的零件從板材的內(nèi)部開始切割,這就要先在板材上打孔。一種方法是采用連續(xù)激光,在薄板上穿孔,可以用正常的輔助氣體壓力,光束照射0.2~1s就能貫穿工件,然后即可轉(zhuǎn)入切割。切割由于激光的傳輸特性,激光切割機上一般配有多臺數(shù)控工作臺,整個切割過程可以全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時,只需改變數(shù)控程序,就可適用不同形狀零件的切割,既可進行二維切割,又可實現(xiàn)三維切割。防止工件銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔。用連續(xù)激光切割帶有銳角零件時,如切割參數(shù)匹配或操作不當,在銳角的轉(zhuǎn)折處很容易發(fā)生自燒熔,不能形成轉(zhuǎn)角處的尖角。這不僅使該部位的質(zhì)量變差,而且還會影響隨后的切割。解決這一問題的方法是選擇適宜的切割參數(shù),而采用脈沖激光切割時不存在銳角轉(zhuǎn)折處的燒熔問題。