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、蒸發(fā)、腐蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，并借助與光束同軸的高速氣流吹走熔融物質(zhì)，從而切割工件。激光切割是熱切割方法之一。

與其它熱切方法相比，激光切割具有切割速度快、質(zhì)量高的特點(diǎn)。具體總結(jié)如下。

⑴ 由于激光斑點(diǎn)小，能量密度高，切割速度快，切割質(zhì)量好。

① 激光切割切口狹窄，兩側(cè)平行，垂直于表面，切割部件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm。

② 切割表面光滑美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割也可以作為無需機(jī)械加工的工藝，零件可以直接使用。

③ 激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切割接頭附近材料的性能幾乎不受影響，工件變形小，切割精度高，切割接頭幾何形狀好，切割接頭橫截面形狀為相對(duì)規(guī)則的矩形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法見表1，切割材料為6.2mm厚低碳鋼板。

⑵ 由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)一般配備多個(gè)數(shù)控工作臺(tái)，整個(gè)切割過程都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控。操作時(shí)，只需更改數(shù)控程序，即可切割不同形狀的零件，可進(jìn)行二維切割和三維切割。

⑶ 切割速度快，功率1200W的激光切割2mm厚低碳鋼板的切割速度可達(dá)600cm/min；切割5mm厚聚丙烯樹脂板，切割速度可達(dá)1200cm/min。激光切割時(shí)，材料不需要夾緊固定，既節(jié)省了工裝夾具，又節(jié)省了上下料的輔助時(shí)間。

⑷ 非接觸式切割激光切割時(shí)，切割火炬與工件無接觸，工具無磨損。不同形狀的零件不需要更換刀具，只需更換激光器的輸出參數(shù)即可。激光切割過程噪音低，振動(dòng)小，無污染。

⑸ 與氧乙炔切割和等離子體切割相比，激光切割材料種類繁多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材和纖維。但對(duì)于不同的材料，由于其熱物理性能和激光的吸收率不同，激光切割的適應(yīng)性也不同。CO激光切割性能見表2。

⑹ 由于激光功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中小厚度的板材和管道，隨著工件厚度的增加，切割速度顯著降低。激光切割設(shè)備成本高，一次性投資大。