激光切割技術(shù)

1、《先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)》課程論文課程論文——激光切割板材表面質(zhì)量研究激光切割板材表面質(zhì)量研究摘要：摘要：從激光切割的原理、優(yōu)點(diǎn)，表面質(zhì)量?jī)?nèi)容及其影響因素和激光切割板材表面質(zhì)量研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，最后說(shuō)明了通過(guò)調(diào)整各影響因素改善切割質(zhì)量的方法。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：激光切割；影響因素；焦點(diǎn)；氣壓；速度；功率TheplatesurfacequalityresearchofthelasercuttingAbstract:Fromtheprinc

2、ipleadvantagesoflasercuttingsurfacequalityofthecontentitsinfluencingfactsthesurfacequalityofthelasercuttingplateresearchprogressweresummarizedfinallyillustratesbyadjustingthevariousfactsaffectingthewaytoimprovecuttingqua

3、lity.Keywds:Lasercutting.InfluencingfactsThefocusAirpressureSpeedpower1引言引言激光切割技術(shù)是一種現(xiàn)代科技，廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。由于它具備精密制造、柔性切割、異型加工、一次成形、速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中解決了許多常規(guī)方法無(wú)法解決的難題，成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。2原理原理激

4、光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度光束照射工件，材料吸收激光能，溫度急劇升高，工件表面開(kāi)始熔化或氣化，并吹入活性氣體助燃。隨著激光束與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，在工件上形成切縫。激光照射工件表面時(shí)，一部分光被吸收，另一部分光被工件反射。吸收部分轉(zhuǎn)化為熱能，使工件表面溫度急劇升高，材料熔化、氣化，產(chǎn)生黑洞效應(yīng)，使材料吸收率提高，迅速加熱切割區(qū)材料。此時(shí)吹氧可以助燃，并提供大量熱能，使切割速度提高，還可吹走熔

5、渣，保護(hù)和冷卻鏡頭。3激光切割技術(shù)的明顯優(yōu)點(diǎn)激光切割技術(shù)的明顯優(yōu)點(diǎn)（1）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Ra為12.5~25μm），切縫一般不需要再加工即可焊接。（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳鋼切割速度為1.6mmin；2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5mmin，熱影響區(qū)小，變形極小。（3）清潔、

6、安全、無(wú)污染。大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當(dāng)然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超過(guò)電加工；就切割厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點(diǎn)足以證明：CO2激光切割已經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法，特別是各種非金屬材料的切割。它是發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛的一種先進(jìn)加工方法。（4）非接觸式切割。激光切割時(shí)割炬與工件無(wú)接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參

7、數(shù)。激光切割過(guò)程噪聲低，振動(dòng)小，無(wú)污染。（5）切割材料的種類多。與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。但是對(duì)于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對(duì)激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。氣體與激光束同軸噴出，保護(hù)透鏡免受污染并吹走切割區(qū)底部熔渣。對(duì)非金屬材料和部分金屬材料，使用壓縮空氣或惰性氣體，清除融化和蒸發(fā)材料，同時(shí)抑制切割區(qū)過(guò)度燃燒。對(duì)大多數(shù)金屬激

8、光切割則使用活性氣體（只要是O2），形成與熾熱金屬發(fā)生氧化放熱反應(yīng)，這部分附加熱量可提高切割速度13～12。在確保輔助氣體前提下，氣體壓力大小是個(gè)極為重要的因素。當(dāng)高速切割薄型材料時(shí)，需要較高的氣體壓力以防止切口背面粘渣（熱粘渣到工件上還會(huì)損傷切邊）。當(dāng)材料厚度增加或切割速度較慢時(shí)則氣體壓力宜適當(dāng)降低，為了防止塑料切邊霜化，也以較低氣體壓力切割為好。激光切割實(shí)踐表明，當(dāng)輔助氣體為O2時(shí)，它的純度對(duì)切割質(zhì)量有明顯影響。O2純度降低2%會(huì)降

9、低50%的切割速度，并導(dǎo)致切口質(zhì)量顯著變差。（4）激光輸出功率對(duì)切割質(zhì)量的影響）激光輸出功率對(duì)切割質(zhì)量的影響對(duì)連續(xù)波輸出的激光器來(lái)說(shuō)，激光功率大小和模式好壞都會(huì)對(duì)切割發(fā)生重要影響。實(shí)際操作時(shí)，常常設(shè)置最大功率以獲得較高的切割速度，或用以切割較厚材料。但光束模式（光束能量在橫斷面上的分布）有時(shí)顯得更加重要，而且，當(dāng)提高輸出功率時(shí)，模式常隨之稍有變差。?？砂l(fā)現(xiàn)，在小于最大功率狀況下焦點(diǎn)處卻獲得最高功率密度，并獲得最佳切割質(zhì)量。在激光器整個(gè)有