切割工藝

    汽化切割

    在高功率密度激光束的加熱下，資料外表溫度升至沸點(diǎn)溫度的速度是如此之快，足以防止熱傳導(dǎo)形成的凝結(jié)，于是局部資料汽化成蒸汽消逝，局部資料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。一些不能凝結(jié)的資料，如木材、碳素資料和某些塑料就是經(jīng)過這種汽化切割辦法切割成形的。

    汽化切割過程中，蒸汽隨身帶走凝結(jié)質(zhì)點(diǎn)和沖刷碎屑，構(gòu)成孔洞。汽化過程中，大約40%的資料化作蒸汽消逝，而有60%的資料是以熔滴的方式被氣流驅(qū)除的。

    凝結(jié)切割

    當(dāng)入射的激光束功率密度超越某一值后，光束映照點(diǎn)處資料內(nèi)部開端蒸發(fā)，構(gòu)成孔洞。一旦這種小孔構(gòu)成，它將作為黑體吸收一切的入射光束能量。小孔被凝結(jié)金屬壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞四周的熔融資料帶走。隨著工件挪動，小孔按切割方向同步橫移構(gòu)成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿映照，凝結(jié)資料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹走。

    氧化凝結(jié)

    凝結(jié)切割普通運(yùn)用惰性氣體，假如代之以氧氣或其它活性氣體，資料在激光束的映照下被點(diǎn)燃，與氧氣發(fā)作劇烈的化學(xué)反響而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化凝結(jié)切割。詳細(xì)描繪如下：

    ⑴資料外表在激光束的映照下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度，隨之與氧氣發(fā)作劇烈的熄滅反響，放出大量熱量。在此熱量作用下，資料內(nèi)部構(gòu)成充溢蒸汽的小孔，而小孔的四周為熔融的金屬壁所包圍。

    ⑵熄滅物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的熄滅速度，同時(shí)氧氣擴(kuò)散經(jīng)過熔渣抵達(dá)點(diǎn)火前沿的快慢也對熄滅速度有很大的影響。氧氣流速越高，熄滅化學(xué)反響和去除熔渣的速度也越快。當(dāng)然，氧氣流速不是越高越好，由于流速過快會招致切縫出口處反響產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質(zhì)量也是不利的。

    ⑶顯然，氧化凝結(jié)切割過程存在著兩個熱源，即激光映照能和氧與金屬化學(xué)反響產(chǎn)生的熱能。據(jù)估量，切割鋼時(shí)，氧化反響放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。

    很明顯，與惰性氣體比擬，運(yùn)用氧作輔助氣體可取得較高的切割速度。

    ⑷在具有兩個熱源的氧化凝結(jié)切割過程中，假如氧的熄滅速度高于激光束的挪動速度，割縫顯得寬而粗糙。假如激光束挪動的速度比氧的熄滅速度快，則所得切縫狹而潤滑。

    控制斷裂

    關(guān)于容易受熱毀壞的脆性資料，經(jīng)過激光束加熱停止高速、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：激光束加熱脆性資料小塊區(qū)域，惹起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形，招致資料構(gòu)成裂痕。只需堅(jiān)持平衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂痕在任何需求的方向產(chǎn)生。

    要留意的是，這種控制斷裂切割不合適切割銳角和角邊切縫。切割特大封鎖外形也不容易取得勝利。控制斷裂切割速度快，不需求太高的功率，否則會惹起工件外表凝結(jié)，毀壞切縫邊緣。其主要控制參數(shù)是激光功率和光斑尺寸大小。

    切割程序

    1、交點(diǎn)位置的檢出。激光切割前需先依據(jù)材質(zhì)調(diào)整光束焦點(diǎn)在工件上的位置，由于激光束，特別是CO2氣體激光，普通肉眼看不到，可采用楔形丙烯塊檢測出焦點(diǎn)位置，然后調(diào)理割炬的高度，使焦點(diǎn)處于設(shè)定位置。

    2、穿孔操作要點(diǎn)。世紀(jì)切割加工時(shí)，有的零件從板材的內(nèi)部開端切割，這就要先在板材上打孔。一種辦法是采用連續(xù)激光，在薄板上穿孔，能夠用正常的輔助氣體壓力，光束映照0.2~1s就能貫串工件，然后即可轉(zhuǎn)入切割。當(dāng)工件厚度較大（如板厚為2~4mm）時(shí)，采用正常的氣體壓力穿孔，在工件外表上會構(gòu)成尺寸比擬大的溶坑。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(shí)宜恰當(dāng)增大輔助氣體的壓力，同事稍微增大噴嘴的孔徑與工件的間隔。這種辦法的缺陷是氣體流量增加并使切割速度降低。

    3、避免工件銳角轉(zhuǎn)機(jī)處的燒熔。用連續(xù)激光切割帶有銳角零件時(shí)，如切割參數(shù)匹配或操作不當(dāng)，在銳角的轉(zhuǎn)機(jī)處很容易發(fā)作自燒熔，不能構(gòu)成轉(zhuǎn)角處的尖角。這不只使該部位的質(zhì)質(zhì)變差，而且還會影響隨后的切割。處理這一問題的辦法是選擇適合的切割參數(shù)，而采用脈沖激光切割時(shí)不存在銳角轉(zhuǎn)機(jī)處的燒熔問題。