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溫度的速度是如此之快，足以防止熱傳導形成的凝結，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。一些不能凝結的資料，如木材、碳素資料和某些塑料就是經過這種汽化切割辦法切割成形的。

    汽化切割過程中，蒸汽隨身帶走凝結質點和沖刷碎屑，構成孔洞。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除的。

    凝結切割

    當入射的激光束功率密度超越某一值后，光束映照點處資料內部開端蒸發，構成孔洞。一旦這種小孔構成，它將作為黑體吸收一切的入射光束能量。小孔被凝結金屬壁所包圍，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成一條切縫。激光束繼續沿著這條縫的前沿映照，凝結資料持續或脈動地從縫內被吹走。

    氧化凝結

    凝結切割普通運用惰性氣體，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燃，與氧氣發作劇烈的化學反響而產生另一熱源，稱為氧化凝結切割。詳細描繪如下：

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

    ⑵熄滅物質轉移成熔渣控制氧和金屬的熄滅速度，同時氧氣擴散經過熔渣抵達點火前沿的快慢也對熄滅速度有很大的影響。氧氣流速越高，熄滅化學反響和去除熔渣的速度也越快。當然，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物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質量也是不利的。

    ⑶顯然，氧化凝結切割過程存在著兩個熱源，即激光映照能和氧與金屬化學反響產生的熱能。據估量，切割鋼時，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

    關于容易受熱毀壞的脆性資料，經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容是：激光束加熱脆性資料小塊區域，惹起該區域大的熱梯度和嚴重的機械變形，招致資料構成裂痕。只需堅持平衡的加熱梯度，激光束可引導裂痕在任何需求的方向產生。

    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，毀壞切縫邊緣。其主要控制參數是激光功率和光斑尺寸大小。

    切割程序

    1、交點位置的檢出。激光切割前需先依據材質調整光束焦點在工件上的位置，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位置，然后調理割炬的高度，使焦點處于設定位置。

    2、穿孔操作要點。世紀切割加工時，有的零件從板材的內部開端切割，這就要先在板材上打孔。一種辦法是采用連續激光，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，然后即可轉入切割。當工件厚度較大（如板厚為2~4mm）時，采用正常的氣體壓力穿孔，在工件外表上會構成尺寸比擬大的溶坑。不但影響切割質量，而且熔融物質濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時宜恰當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、避免工件銳角轉機處的燒熔。用連續激光切割帶有銳角零件時，如切割參數匹配或操作不當，在銳角的轉機處很容易發作自燒熔，不能構成轉角處的尖角。這不只使該部位的質質變差，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，而采用脈沖激光切割時不存在銳角轉機處的燒熔問題。