碳钢激光切割主要特性

一、切割概述

  高功率密度激光束照射切割材料，使材料迅速加热到蒸发温度，蒸发形成孔。随着光束对材料的移动，孔的宽度非常窄（如0.1mm左右）切割缝，完成材料切割。上海钣金加工

二、切割分类

激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧切割、激光切割和控制断裂。

1)激光汽化切割

利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在很短的时间内达到材料的沸点，材料开始蒸发，形成蒸汽。这些蒸汽的喷射速度非常大，在材料上形成切口。材料的蒸发热一般很大，所以激光蒸发切割需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割主要用于切割极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡胶等）。

2)激光熔化切割

激光熔化切割时，金属材料用激光加热熔化，然后用与光束同轴的喷嘴喷射非氧化气体（Ar、He、N等)，液态金属依靠气体的强压力排出，形成切口。激光熔化切割不需要完全蒸发金属，所需能量只有蒸发切割的1/10。

激光熔化切割主要用于切割不锈钢、钛、铝及其合金等不易氧化的材料或活性金属。

3)激光氧切割

激光氧切割原理类似于氧乙炔切割。它以激光为热源，以氧气等活性气体为切割气体。一方面，吹出的气体与切割金属发生氧化反应，释放大量氧化热；另一方面，将熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生大量热量，激光氧切割所需的能量仅为熔化切割的1/2，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

三、切缝主要特性

狭缝工件变形小

激光束聚焦成一个非常小的光点，使焦点达到非常高的功率密度。此时，光束输入的热量远远超过材料的反射、传导或扩散部分，材料迅速加热到蒸发程度，蒸发形成孔。随着光束与材料的线性运动，孔连续形成宽度非常窄的接缝。切割边缘受热影响小，基本无工件变形。

在切割过程中，还添加了适合切割材料的辅助蒸汽。在钢切割过程中，氧作为辅助蒸汽和熔融金属产生放热化学反应氧化材料，并帮助吹走切割缝中的熔渣。切割聚丙烯塑料使用压缩空气、棉、纸等易燃材料切割惰性蒸汽。进入喷嘴的辅助蒸汽也可以冷却聚焦镜头，防止烟雾污染镜头，导致镜头过热。

大多数有机和无机材料都可以用激光切割。在金属加工业中，许多金属材料，无论硬度如何，都可以无变形切割。当然，对于金、银、铜、铝合金等高反射材料，它们也是良好的传热导体，所以激光切割非常困难，甚至不能切割。激光切割无毛刺、皱纹、高精度，优于等离子切割。对于许多机电制造业来说，由于微机程序控制的现代激光切割系统可以方便切割不同形状和尺寸的工件，往往优先考虑冲压和成型工艺；虽然加工速度慢于成型，但不消耗模具，不需要修理模具，节省更换模具的时间，节省加工成本，降低生产成本，整体更具成本效益。上海不锈钢钣金加工

无接触加工

激光束聚焦后，形成能量强的小作用点，具有切割的多种特点。首先，激光可以转化为惊人的热能，并保持在一个非常小的区域，可以提供⑴狭窄的直边切割缝；⑵最小的邻近切边的热影响区；⑶局部变形很小。其次，激光束对工件没有力，是无接触切割工具，这意味着⑴工件无机械变形；⑵无刀具磨损，无刀具转换问题；⑶切割材料割材料的硬度，也就是说，激光切割能力不受切割材料硬度的影响，任何硬度的材料都可以切割。第三，激光束可控性强，适应性和灵活性高，因此⑴与自动化设备结合方便，切割过程自动化方便；⑵激光束具有无限的仿形切割能力，因为对切割工件没有限制；⑶结合计算机，整个板材可以排放，节省材料。碳钢激光切割

适应性和灵活性

激光切割比其他常规加工方法更适应。首先，与其他热切割方法相比，其他方法不能像激光束那样作用于极小的区域，导致切口宽、热影响区大、工件变形明显。激光可以切割非金属，而其他热切割方法则不能。