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钣金激光切割的原理及分类

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编辑时间 : 2019-07-03

钣金激光切割的原理:


当入射的激光束功率密度超过某一值后,光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化物质所包围。然后,与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。切割气体一般用氮气。


熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体。材料在激光束的照射下与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。切割气体一般用氧气。

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钣金激光切割分类:


钣金激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。


1)钣金激光汽化切割


利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。


激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。


2)钣金激光熔化切割


激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。


激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。


3)钣金激光氧气切割


激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。


4)钣金激光划片与控制断裂


五分时时彩激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。


控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。


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