自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元,而激光设备的销售额超过66亿美元。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形切割。其中,金属加工行业占居绝大部分。 在金属加工行业,激光的应用已有数十年的历史。长期以来,金属切割领域,1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年,以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率(500W)灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可,占领了国内低端金属切割机市场。
在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和某些塑料就是通过这种汽化切割方法切割成形的。汽化切割过程中,蒸汽随身带走熔化质点和冲刷碎屑,形成孔洞。汽化过程中,大约40%的材料化作蒸汽消失,而有60%的材料是以熔滴的形式被气流驱除的。
激光切割技术具有以下优点:
1.精度高:定位精度0.05mm,重复定位精度0.02mm。
2.窄切缝:激光束聚焦成小光点,使焦点达到高功率密度,材料加热至气化程度,蒸发形成孔洞。光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度非常窄的切缝。切口宽度一般为0.10-0.20ram。
3.切割面光滑:切割面wu毛刺,切割面粗糙度一般控制在Ral2.5;A内。
4.速度快:切割速度可达lom/min,大定位速度可达70m/m/n,比线切割速度快得多。
切割过程中加入适合待切割材料的辅助蒸汽。钢材切割时,氧气作为辅助气体与熔融金属发生放热化学反应,同时有助于吹走切割缝中的炉渣。特点激光切割与其他热切割方法相比较,总的特点是切割速度快、质量高。压缩空气用于切割聚丙xi等塑料,惰性气体用于切割棉花、纸张等yi燃材料。进入喷嘴的辅助蒸汽还可以冷却对焦镜头,防止烟雾进入污染镜头座内的镜头,造成镜头过热。大多数有机和无机材料都可以用激光切割。