激光切割加工和精密钣金加工技术的研究与应用

激光切割加工技术的研究与应用

激光切割加工是激光加工行业中最重要的一项应用技术,也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。它占整个激光加工业的70%以上。本文主要介绍激光切割原理，激光切割的特点，材料激光切割的主要影响因素分析，激光切割的主要工艺技术的发展和分析。目前激光切割主要是CO2激光切割，本文还介绍CO2激光切割的主要原理，以及CO2激光切割的加工特点，CO2激光切割的国内外各领域的的应用介绍。常用工程材料的激光切割介绍与分析。激光切割技术的发展现状与展望，并根据其国内国外的发展现状,指出了激光切割技术未来的发展趋势。

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激光切割加工原理：

激光束聚焦成很小的光点其最小直径可小于 0.1mm），使焦点处达到很高的功率密度可超过106W／cm2)。这时光束输入（由光能转换）的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部分，材料很快加热至汽化湿度，蒸发形成孔洞。随着光束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，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的效果。由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀，激光刀头的机械部分与工作无接触，在工作中不会对工作表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄（0.1mm~0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。

影响激光切割质量的因素

影响激光切割加工质量的因素很多，激光切割加工的一个重要优点在于可以对过程中的主要因素实施高度控制，使切割出的工件充分满足客户的要求，并且重复性很好。这些主要因素由切割速度、焦点位置、辅助气体压力、激光输出功率等工艺参数构成。除了以上4个最重要的变量以外，可能对切割质量产生影响的因素还包括光束参数(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脉冲波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面状态)，以及割炬和喷嘴、外光路系统、工件固定等其他因素。可以通过改变工件特性来提高切割质量。钢材表面温度过高和锈蚀都能影响切割质量。一般要求钢板温度要低，可以通过调整切割顺序来降低钢板表面温度，要求一个位置割完后，调到较远的位置进行切割，在调整过程中，要综合考虑切割质量和切割效率问题：也可以通过在切割处使用水冷却来降低钢板温度。钢板表面锈蚀严重，严重影响切割质量，导致切割豁口大，切割孔时，废料清除不掉，增加后续处理成本。