金属激光切割工作原理
金属激光切割工作原理
激光是一种光,与自然界其电发光一样,是由原子(分子或离子筝)跃迁产生的,而且是自发辐射引起勺。激光柱会聚成很小的光点其最小直径(可小于0.1mm),使核心处到达很高的功率疏密程度(可超过106W/cm2)。这时光柱输入(由光能转换)的热能远远超过被材料反射、传导或者扩散部分,材料很快加热至汽化温度,蒸发形成孔洞。跟着光柱与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄(如0.1mm左右)的切缝。激光虽然是光,但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射,此后的过程完全由激辐射决定,因此激光具有非常纯正的颜色,几乎无发散的方向性,极高的发光强度。
激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性,激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上,使切割加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加,使该点因高温而迅速的融化或则汽化,配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。切边热影响很小,没有切割工件变形。
过程中还添加与被切割材料相合适的辅助气体。钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却会聚透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
金属激光切割的切无毛刺,皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电打造行业来说,由于微机步伐的现代化激光切割系统能方便切割差别形状与尺寸的工件(切割工件图纸也可修改),它往往比冲切、模型压成工艺更被优先选用;只管它加工速率慢于模冲,但它没有模具耗损,无需补缀模具,还节约改换模具时间,从而节省加工用度,降产量低品成本,以是从总体上讲在经济上更为合算。
大部分数有机与无机物都可以用激光切割。在工业打造占有分量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它具备什么样的硬度,都可进形无变形割切(目前使用最进步先辈的金属激光切割可切割工业用钢的厚度已可接近20mm)。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很坚苦,甚至不能切割(某些难切割材料可以使用脉冲波激光柱举行切割,由于极高的脉冲波峰值功率,会使材料对光柱的吸收系数瞬间急剧提高)。
如何使模具顺应工件设计尺寸和形状变化角度看,激光切割也可发挥其准确、重现性好的优势。作为层叠模具的优先打造手眼,由于不需要高级模具制作工,激光切割运转用度也并不昂贵,因此还能显著地降低模具打造用度。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层(热影响区),提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势,由此提高了使用寿命,金属激光切割的原理 .
