當光束聚焦成很小的光點(其最小直徑可小於(yu) 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(chuan) 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(yu) 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。切邊熱影響很小,基本沒有工件變形。
切割過程中還添加與(yu) 被切材料相適合的輔助氣體(ti) 。鋼切割時得用氧作為(wei) 輔助氣體(ti) 與(yu) 溶融金屬產(chan) 生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內(nei) 的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性氣體(ti) 。進入噴嘴的輔助氣體(ti) 還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進入透鏡座內(nei) 汙染鏡片並導致鏡片過熱。
大多數有機與(yu) 無機都可以用激光切割。在工業(ye) 製造占有分量很重的金屬加工業(ye) ,許多金屬材料,不管它具有什麽(me) 樣的硬度,都可進形無變形切割(目前使用最先進的激光切割係統可切割工業(ye) 用鋼的厚度已可接近20mm)。當然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們(men) 也是好的傳(chuan) 熱導體(ti) ,因此激光切割很困難,甚至不能切割(某些難切割材料可使用脈衝(chong) 波激光束進行切割,由於(yu) 極高的脈衝(chong) 波峰值功率,會(hui) 使材料對光束的吸收係數瞬間急劇提高)。
激光切割無毛刺,皺折、精度高,優(you) 於(yu) 等離子切割。對許多機電製造行業(ye) 來說,由於(yu) 微機程序的現代化激光切割係統能方便切割不同形狀與(yu) 尺寸的工件(工件圖紙也可修改),它往往比衝(chong) 切、模壓工藝更被優(you) 先選用;盡管它加工速度慢於(yu) 模衝(chong) ,但它沒有模具消耗,無需修理模具,還節約更換模具時間,從(cong) 而節省加工費用,降低產(chan) 品成本,所以從(cong) 總體(ti) 上講在經濟上更為(wei) 合算。
另一方麵,從(cong) 如何使模具適應工件設計尺寸和形狀變化角度看,激光切割也可發揮其精確、重現性好的優(you) 勢。作為(wei) 層疊模具的優(you) 先製造手段,由於(yu) 不需要高級模具製作工,激光切割運轉費用也並不昂貴,因此還能顯著地降低模具製造費用。激光切割模具還帶來的附加好處是模具切邊會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 淺硬化層(熱影響區),提高模具運行中的耐磨性。激光切割的無接觸特點給圓鋸片切割成形帶來無應力優(you) 勢,由此提高了使用壽命。
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