关于切割机的那些事儿

       激光切割机设备作为一种新型的工具目前越来越成熟的运用到各种行业，包含激光切割机、激光雕刻机、激光打标机、激光焊接机等。

       激光切割机原理——切割特点

　　激光切割的优点：

　　优点Ⅰ——效率高

　　因激光的传输特性，激光切割机上一般配有多台数控工作台，整个切割过程可以全部实现数控。操作时，只需改变数控程序，就可适用不同形状零件的切割，既可进行二维切割，又可实现三维切割。

　　优点Ⅱ——速度快

　　功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板，切割速度可达600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。材料在激光切割时不需要装夹固定。

　　优点Ⅲ——切割质量好

　　一：激光切割切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。

　　二：切割表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。

　　三：材料经过激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能也几乎不受影响，并且工件变形小，切割精度高，切缝的几何形状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1，切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。

　　优点Ⅳ——切割非接触

　　激光切割时割炬与工件没有直接接触，不存在有工具的磨损。加工不同形状的零件，不需要更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低，振动小，污染小。

　　优点Ⅴ——可切割材料多

　　与氧乙炔切割和等离子切割比较，激光切割材料的种类多，包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。

　　激光切割机原理——切割方式

　　Ⅰ汽化切割

　　是指被加工材料的去除主要是通过使材料汽化的方式进行的。

　　在汽化切割过程中，工件表而在聚焦激光束的作用下，温度迅速上升到汽化温度，材料大量汽化，形成的高压蒸气以超音速向外喷射。同时在激光作用区内形成“孔洞”，激光束在孔洞内多次反射又使材料对激光的吸收丰迅速提高。

　　在高压蒸气高速喷射的过程中，切缝内的熔融物被同时从切缝处吹走，直至将工件切断。内于汽化切割主要靠使材料汽化的方式进行，因此所需的功率密度很高，一般应达到每平方厘米就有10的八次方瓦以上。

　　汽化切割是激光切割一些低燃点材料(如木材、碳和某些塑料)以及难熔性材料(如陶瓷等)时常采月的方法。用脉冲激光器切割材料时也多采用汽化切割的方法。

　　Ⅱ反应熔化切割

　　在熔化切割中.如果辅助气流不仅仅是把切缝内的熔融物吹走，而且还能够与工件发生改热反应，使切割过程增加另—热源，这样的切割称为反应熔化切割。通常能与工件发生反应的气体是氧气或含有氧气的混合气休。

　　当工件表面温度达到燃点温度时，就会发生强烈的燃烧放热反应，可大大提高激光切割的能力。对于低碳钢和不锈钢，燃烧放热反应提供的能量是60%。对于钛等活性金属，燃烧提供的能量大约是90%。

　　因此，反应熔化切割与激光汽化切割、—般熔化切割相比，所需的激光功率密度更低，仅为汽化切割的1/20，熔化切割的1/2。然而，在反应熔化切割中，内于燃烧反应会使材料表面发生一些化学变化，从而对工件的性能会有影响。

　　Ⅲ熔化切割

　　在激光切割过程中，如果增加一个与激光束同轴的辅助吹气系统，使切割过程中熔融物的去除不是单靠材料汽化本身，而主要是依靠高速辅助气流的吹动作用，将熔融物连续不断地从切缝中吹走，这样的切割过程称为熔化切割。

　　在熔化切割过程中，工件温度不再需要被加热到汽化温度以上，因此所需的激光功率密度可大大降低。由材料熔化与汽化的潜热比可知，熔化切割所需激光功率仅为汽化切割方法的1/10。

　　Ⅳ激光划片

　　这种方法主要用于：半导体材料;利用功率密度很高的激光束在半导体构料工件表面划出—个个浅的沟槽，由于这种沟槽削弱了半导体材料的结合力.可通达机械的方法或振动的方法使其断裂。激光划片的质量用表面碎片和热影响区的大小来衡量。

　　Ⅴ冷切割

　　这是一种新型加工方法，是随着最近几年紫外波段的高功率准分子激光器的出现而提出来的。它的基本原理：紫外光子的能量同许多有机材料的结合能相近，用这样的高能光子去撞击有机材料的结合键并使其破裂。从而达到切割的目的。这种新技术具有广阔的应用前景，持别是在电子行业中的应用会很广。

　　Ⅵ热应力切割

　　脆性材料在激光束的加热下.其表面易产生较大的应力.从而能够整齐、迅油地通过激光加热的应力点引起断裂.这样的切割过程称为激光热应力切割。热应力切割的机理为：激光束加热脆性材料的某一区域.使其产生明显的温度梯度。

　　工件表面温度较高要发生膨胀.而工件内层温度较低要阻碍膨胀，结果在工件表面产生拉应力.内层产生径向的挤压应力。当这两种应力超过工件本身的断裂极限强度时。便会在工件上出现裂纹。使得工件沿裂纹断开。热应力切割的速度—股为m/s量级。这种切割方法适用于切割玻璃、陶瓷等材料。

　　总结：激光切割机是利用激光特性以及镜片聚焦使能量集中将材料表面融化或气化的一种切割技术。可以做到切割质量好、速度快、切割材料多、效率高等优点。