激光切割加工技術的研究與應用

佛山激光切割加工是激光加工行業中最重要的一項應用技術,也是激光加工中應用最早、使用最多的加工方法。它占整個激光加工業的70%以上。本文主要介紹激光切割原理，激光切割的特點，材料激光切割的主要影響因素分析，激光切割的主要工藝技術的發展和分析。目前激光切割主要是CO2激光切割，本文還介紹CO2激光切割的主要原理，以及CO2激光切割的加工特點，CO2激光切割的國內外各領域的的應用介紹。常用工程材料的激光切割介紹與分析。激光切割技術的發展現狀與展望，并根據其國內國外的發展現狀,指出了激光切割技術未來的發展趨勢。
激光切割加工原理：
 激光束聚焦成很小的光點其最小直徑可小于 0.1mm），使焦點處達到很高的功率密度可超過106W／cm2)。這時光束輸入（由光能轉換）的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分，材料很快加熱至汽化濕度，蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續形成寬度很窄（如0.1mm左右）的切縫，再用高壓氣體將熔化或氣化物質從切縫中吹走，達到切割材料的效果。由于是用不可見的光束代替了傳統的機械刀，激光刀頭的機械部分與工作無接觸，在工作中不會對工作表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續加工；切割熱影響區小，板材變形小，切縫窄（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機械應力，無剪切毛刺；加工精度高，重復性好，不損傷材料表面；數控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經濟省時。
影響激光切割質量的因素
影響激光切割加工質量的因素很多，激光切割加工的一個重要優點在于可以對過程中的主要因素實施高度控制，使切割出的工件充分滿足客戶的要求，并且重復性很好。這些主要因素由切割速度、焦點位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數構成。除了以上4個最重要的變量以外，可能對切割質量產生影響的因素還包括光束參數(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脈沖波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面狀態)，以及割炬和噴嘴、外光路系統、工件固定等其他因素。可以通過改變工件特性來提高切割質量。鋼材表面溫度過高和銹蝕都能影響切割質量。一般要求鋼板溫度要低，可以通過調整切割順序來降低鋼板表面溫度，要求一個位置割完后，調到較遠的位置進行切割，在調整過程中，要綜合考慮切割質量和切割效率問題：也可以通過在切割處使用水冷卻來降低鋼板溫度。鋼板表面銹蝕嚴重，嚴重影響切割質量，導致切割豁口大，切割孔時，廢料清除不掉，增加后續處理成本。