激光切割的主要工藝和運用價值（職稱論文）

激光切割的主要工藝和運用價值

摘　要
隨著工業(yè)技術的發(fā)展，對于材料的切割要求會越來越高，這對切割的技術也就有著很高的要求。激光切割與傳統(tǒng)的切割方法相比，有著多方面的要求，正好符合這方面的要求。激光切割速度快和精度高以及對切割材料的性能影響小等優(yōu)點，正在廣泛的應用于各個領域，而且在未來激光切割會扮演越來越重要的角色，其應用的價值越來越得到人們的肯定。
關鍵詞　激光切割，工藝，應用，價值
前言
激光切割是利用聚焦而成的高能量密度激光束將工件熔化或汽化, 并利用輔助氣體將熔化物或氧化物吹除而形成切口實現(xiàn)切割。激光切割時，能量以光的形式集中成一條高密度的光束，光束傳遞到工作表面，產(chǎn)生足夠的熱量，使材料熔化，加之與光束同軸的高壓氣體直接除去熔隔金屬，從而達到切割的目的，這說明激光切割加工同機床的機械加工有著本質的區(qū)別。它是利用從激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束，經(jīng)外電路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束照射條件，激光熱量被工件材料吸收，工件溫度急劇上升，到達沸點后，材料開始汽化并形成孔洞，隨著光束與工件相對位置的移動，最
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割一般使用惰性氣體，如果代之以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學反應而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化熔化切割。具體描述如下：
材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔，而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。燃燒物質轉移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時氧氣擴散通過熔渣到達點火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學反應和去除熔渣的速度也越快。當然，氧氣流速不是越高越好，因為流速過快會導致切縫出口處反應產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質量也是不利的。氧化熔化切割過程存在著兩個熱源，即激光照射能和氧與金屬化學反應產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計，切割鋼時，氧化反應放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。在擁有兩個熱源的氧化熔化切割過程中，如果氧的燃燒速度高于激光束的移動速度，割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動的速度比氧的燃燒速度快，則所得切縫狹而光滑。
１.3 控制斷裂切割
控制斷裂切割是用激光束加熱脆性材料的小塊區(qū)域引起熱梯度和嚴重的機械變形最終導致裂縫。對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
但需要注意的是，這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功�？刂茢嗔亚懈钏俣瓤�，不需要太高的功率，否則會引起工件表面熔化，破壞切縫邊緣。
２　激光切割的運用價值
比起其他傳統(tǒng)的切割方法，激光切割具有很多的優(yōu)點，正是因為這些優(yōu)點激光切割被廣泛的應用于各個領域。激光切割的應用價值也正是由其各種優(yōu)點所決定的。
２.1 激光切割的優(yōu)勢
2.1.1 激光加工噪聲小
傳統(tǒng)的切割機在工作時具有很大的噪音，但激光切割機的噪音就小得多，這是傳統(tǒng)切割機床難以做到的。
2.1.2 切割斷面質量好
切割材料的激光束是一種高能量高密度的熱源，它比電弧要高好幾個數(shù)量級。激光通過光學聚焦后光斑直徑可達0.1～0.5ｍｍ，功率密度會比電弧更高；使被加工的材料會瞬間汽化而被切割。在用激光切割低碳鋼時，其切口的寬度可小于很小，切割面表面粗糙度只有十幾微米，切割零件的精度非常的高。因此，激光切割的零件因切口質量好，經(jīng)常無需機械的再加工就可以直接使用。
2.1.3 材料變形小
再用激光切割材料時輸入的熱量在瞬間就可以將材料切割，因此被切割的材料變形會很小，而且被切割的材料各種性能受影響也會很小。由于激光束的功率密度極高，切割時熱影響的寬度是很小的，切口附近材料變形非常的小，其性能幾乎不受影響。
2.1.4 切割效率高
激光是可以通過光線或光學鏡片進行傳導，因此切割過程的可完全實現(xiàn)數(shù)控。而且激光能夠切割任意形狀的零件，既可作二維和三維切割，用激光切割材料的效率比傳統(tǒng)的切割方式要高的多。
2.1.5 切割作用力小
激光切割不同于機械切割，它的刀具只是激光束而已，因此沒有刀具的磨損。使用時也不用換不同規(guī)格的刀具，只需改變激光器的參數(shù)。加工過程中對被加工的材料無需施加壓力,這樣就可以較好地保持原有材料的表面質量。不用磨損刀具，只需激光束在材料表面游走就可以對材料進行切割，工件裝卡簡單、甚至不需要裝卡。
２.2 切割材料范圍廣　
2.2.1 碳鋼
激光切割碳鋼具有切縫小，對材料的性能影響小，切縫光滑，清潔和平滑,垂直度好等優(yōu)點。
2.2.2 不銹鋼
用氧助和高壓氮氣兩種切割方法切割 ……（未完，全文共4067字，當前僅顯示2054字，請閱讀下面提示信息。收藏《激光切割的主要工藝和運用價值（職稱論文）》）