激光加工是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度,靠光熱效應來加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小,可加工各種材料。用激光束對材料進行各種加工,如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級的物質(zhì),在外來光子的激發(fā)下會吸收光能,使處于高能級原子的數(shù)目大于低能級原子的數(shù)目——粒子數(shù)反轉(zhuǎn),若有一束光照射,光子的能量等于這兩個能相對應的差,這時就會產(chǎn)生受激輻射,輸出大量的光能。 與傳統(tǒng)的金屬材質(zhì)切割加工相比,激光切割零件的精度高、加工周期短,以及加工中無需傳統(tǒng)沖壓模具更換就可以加工任意復雜零件等優(yōu)點,主要體現(xiàn)在一下5點: 1、從技術經(jīng)濟角度不宜制造模具的金屬鈑金件,特別是輪廓形狀復雜,批量不大,一般厚度小于12mm的低碳鋼、小于6mm厚的不銹鋼,以節(jié)省制造模具的成本與周期。 2、切割質(zhì)量好:切口寬度窄(一般為0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距誤差0.1~0.4mm,輪廓尺寸誤差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般為12.5~25μm),切縫一般不需要再加工即可焊接。 3、切割速度快:例如采用2kW激光功率,8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min;2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min,熱影響區(qū)小,變形極小。 4、激光切割加工功率密度大,工件吸收激光后溫度迅速升高而熔化或汽化,即使熔點高、硬度大和質(zhì)脆的材料(如陶瓷、金剛石等)也可用激光加工。 5、激光束容易控制,易于與精密機械、精密測量技術和電子計算機相結(jié)合,實現(xiàn)加工的高度自動化和達到很高的加工精度。 在激光切割工藝中,有時候需要輔助氣體,這些輔助氣體的作用不容小覷,它對切割加工的好壞有一定的影響。 輔助氣體與激光光束同軸噴處,可以保護透鏡免受污染并吹走切割區(qū)底部溶渣。另外,對非金屬和部分金屬材料使用壓縮空氣或惰性氣體,可以清除溶化和蒸發(fā)材料,同時抑制切割區(qū)過度燃燒。 大多數(shù)金屬激光切割則使用活性氣體,如氧氣,它會與灼熱金屬發(fā)生氧化放熱反應,這部分附加熱量可提高切割速度1/3—1/2。當高速切割薄板材時,需要較高的氣體壓力防止切口背面沾渣,當材料厚度或切割速度較慢時,氣體壓力可以適當?shù)慕档汀?/div>