激光切割的主要工藝和運(yùn)用價(jià)值（職稱論文）

激光切割的主要工藝和運(yùn)用價(jià)值

摘　要
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于材料的切割要求會(huì)越來越高，這對(duì)切割的技術(shù)也就有著很高的要求。激光切割與傳統(tǒng)的切割方法相比，有著多方面的要求，正好符合這方面的要求。激光切割速度快和精度高以及對(duì)切割材料的性能影響小等優(yōu)點(diǎn)，正在廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，而且在未來激光切割會(huì)扮演越來越重要的角色，其應(yīng)用的價(jià)值越來越得到人們的肯定。
關(guān)鍵詞　激光切割，工藝，應(yīng)用，價(jià)值
前言
激光切割是利用聚焦而成的高能量密度激光束將工件熔化或汽化, 并利用輔助氣體將熔化物或氧化物吹除而形成切口實(shí)現(xiàn)切割。激光切割時(shí)，能量以光的形式集中成一條高密度的光束，光束傳遞到工作表面，產(chǎn)生足夠的熱量，使材料熔化，加之與光束同軸的高壓氣體直接除去熔隔金屬，從而達(dá)到切割的目的，這說明激光切割加工同機(jī)床的機(jī)械加工有著本質(zhì)的區(qū)別。它是利用從激光發(fā)生器發(fā)射出的激光束，經(jīng)外電路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束照射條件，激光熱量被工件材料吸收，工件溫度急劇上升，到達(dá)沸點(diǎn)后，材料開始汽化并形成孔洞，隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng)，最
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割一般使用惰性氣體，如果代之以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，稱為氧化熔化切割。具體描述如下：
材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔，而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時(shí)氧氣擴(kuò)散通過熔渣到達(dá)點(diǎn)火前沿的快慢也對(duì)燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學(xué)反應(yīng)和去除熔渣的速度也越快。當(dāng)然，氧氣流速不是越高越好，因?yàn)榱魉龠^快會(huì)導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對(duì)切割質(zhì)量也是不利的。氧化熔化切割過程存在著兩個(gè)熱源，即激光照射能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計(jì)，切割鋼時(shí)，氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。在擁有兩個(gè)熱源的氧化熔化切割過程中，如果氧的燃燒速度高于激光束的移動(dòng)速度，割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動(dòng)的速度比氧的燃燒速度快，則所得切縫狹而光滑。
１.3 控制斷裂切割
控制斷裂切割是用激光束加熱脆性材料的小塊區(qū)域引起熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形最終導(dǎo)致裂縫。對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進(jìn)行高速、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：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
但需要注意的是，這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功。控制斷裂切割速度快，不需要太高的功率，否則會(huì)引起工件表面熔化，破壞切縫邊緣。
２　激光切割的運(yùn)用價(jià)值
比起其他傳統(tǒng)的切割方法，激光切割具有很多的優(yōu)點(diǎn)，正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)激光切割被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。激光切割的應(yīng)用價(jià)值也正是由其各種優(yōu)點(diǎn)所決定的。
２.1 激光切割的優(yōu)勢(shì)
2.1.1 激光加工噪聲小
傳統(tǒng)的切割機(jī)在工作時(shí)具有很大的噪音，但激光切割機(jī)的噪音就小得多，這是傳統(tǒng)切割機(jī)床難以做到的。
2.1.2 切割斷面質(zhì)量好
切割材料的激光束是一種高能量高密度的熱源，它比電弧要高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。激光通過光學(xué)聚焦后光斑直徑可達(dá)0.1～0.5ｍｍ，功率密度會(huì)比電弧更高；使被加工的材料會(huì)瞬間汽化而被切割。在用激光切割低碳鋼時(shí)，其切口的寬度可小于很小，切割面表面粗糙度只有十幾微米，切割零件的精度非常的高。因此，激光切割的零件因切口質(zhì)量好，經(jīng)常無需機(jī)械的再加工就可以直接使用。
2.1.3 材料變形小
再用激光切割材料時(shí)輸入的熱量在瞬間就可以將材料切割，因此被切割的材料變形會(huì)很小，而且被切割的材料各種性能受影響也會(huì)很小。由于激光束的功率密度極高，切割時(shí)熱影響的寬度是很小的，切口附近材料變形非常的小，其性能幾乎不受影響。
2.1.4 切割效率高
激光是可以通過光線或光學(xué)鏡片進(jìn)行傳導(dǎo)，因此切割過程的可完全實(shí)現(xiàn)數(shù)控。而且激光能夠切割任意形狀的零件，既可作二維和三維切割，用激光切割材料的效率比傳統(tǒng)的切割方式要高的多。
2.1.5 切割作用力小
激光切割不同于機(jī)械切割，它的刀具只是激光束而已，因此沒有刀具的磨損。使用時(shí)也不用換不同規(guī)格的刀具，只需改變激光器的參數(shù)。加工過程中對(duì)被加工的材料無需施加壓力,這樣就可以較好地保持原有材料的表面質(zhì)量。不用磨損刀具，只需激光束在材料表面游走就可以對(duì)材料進(jìn)行切割，工件裝卡簡(jiǎn)單、甚至不需要裝卡。
２.2 切割材料范圍廣　
2.2.1 碳鋼
激光切割碳鋼具有切縫小，對(duì)材料的性能影響小，切縫光滑，清潔和平滑,垂直度好等優(yōu)點(diǎn)。
2.2.2 不銹鋼
用氧助和高壓氮?dú)鈨煞N切割方法切割 ……（未完，全文共4067字，當(dāng)前僅顯示2054字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《激光切割的主要工藝和運(yùn)用價(jià)值（職稱論文）》）