激光切割的工作原理

激光切割的工作原理

激光切割是利用聚焦的高功率密度激光束照射工件，使照射材料迅速熔化、蒸发、腐蚀或达到燃点，并借助与光束同轴的高速气流吹走熔融物质，从而切割工件。激光切割是热切割方法之一。

与其它热切方法相比，激光切割具有切割速度快、质量高的特点。具体总结如下。

⑴ 由于激光斑点小，能量密度高，切割速度快，切割质量好。

① 激光切割切口狭窄，两侧平行，垂直于表面，切割部件的尺寸精度可达±0.05mm。

② 切割表面光滑美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割也可以作为无需机械加工的工艺，零件可以直接使用。

③ 激光切割后，热影响区宽度很小，切割接头附近材料的性能几乎不受影响，工件变形小，切割精度高，切割接头几何形状好，切割接头横截面形状为相对规则的矩形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法见表1，切割材料为6.2mm厚低碳钢板。

⑵ 由于激光的传输特性，激光切割机一般配备多个数控工作台，整个切割过程都可以实现数控。操作时，只需更改数控程序，即可切割不同形状的零件，可进行二维切割和三维切割。

⑶ 切割速度快，功率1200W的激光切割2mm厚低碳钢板的切割速度可达600cm/min；切割5mm厚聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。激光切割时，材料不需要夹紧固定，既节省了工装夹具，又节省了上下料的辅助时间。

⑷ 非接触式切割激光切割时，切割火炬与工件无接触，工具无磨损。不同形状的零件不需要更换刀具，只需更换激光器的输出参数即可。激光切割过程噪音低，振动小，无污染。

⑸ 与氧乙炔切割和等离子体切割相比，激光切割材料种类繁多，包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材和纤维。但对于不同的材料，由于其热物理性能和激光的吸收率不同，激光切割的适应性也不同。CO激光切割性能见表2。

⑹ 由于激光功率和设备体积的限制，激光切割只能切割中小厚度的板材和管道，随着工件厚度的增加，切割速度显著降低。激光切割设备成本高，一次性投资大。