金屬材料的激光切割
幾乎所有金屬材料對紅外波能量有很高的反射率﹐但反射處于遠紅外波段10.6um光束的CO2激光器還是成功應用于許多金屬的激光切割﹐金屬對10.6um激光束的起始吸收率僅有0.5%-10%﹐但具有功率密度超過10^6W/cm^2的聚焦激光照射在金屬表面時卻能在微秒級時間內很快使表面開始溶化﹐處于熔化狀態的大多數金屬的吸收急劇上升﹐一般可提高到60%-80%.
1碳鋼
現代激光切割系統可以切割碳鋼板的最大厚度已可接近20mm﹐利用氣化熔化切割機制切割碳鋼的切割可控制在滿意的寬度范圍.對于低碳鋼切割熱影響區不可予考慮﹐且切縫平整.光滑.垂直度好﹐磷.硫偏析區容易產生切邊熔蝕.高碳鋼切邊質量略有改善﹐但其熱影響區也稍擴大.
2不銹鋼
不銹鋼激光切割過程中氣化放熱反應沒有碳鋼那樣強烈﹐因此與同樣厚度的普通鋼比﹐其切割速度稍慢﹐利用惰性氣體切割不銹鋼﹐可獲得無氣化切邊﹐可直接用來焊接﹐但切割速度與氧氣作輔助氣體要損失50%左右.
3合金鋼
在激光功率在可能的范圍內﹐只要工藝參數控制得當﹐獲得平直無粘渣的切縫并不十分困難﹐但對含鎢的高速工具鋼和熱模鋼﹐激光切割時會有熔燭粘渣現象發生.
4鋁及合金
鋁切割屬于熔化切割機制﹐所用輔助氣體主要用以從切割區吹走熔化產物﹐通常獲得較好的切面質量﹐有時熔渣也會沿著切邊粘附在切縫背面﹐對某此鋁合金來說﹐注意預防表面微裂縫的產生﹐鋁激光切割需要很高的功率密度﹐它對10.6um波長光束有高反射率的阻礙形成.
5銅及合金
純銅（紫銅）由于太高的反射率﹐基本上不能用CO2激光束切割﹐切割黃銅（銅合金）需要較高的激切功率﹐輔助氣體用空氣或氮氣﹐可以對較薄的板材進行切割﹐切縫背面有時會粘附少許粘渣.由于此種材料對10.6um的紅外光束有很高的反射率﹐對光學器件損傷較大﹐不建議用激光切割.
6鈦及合金
純鈦能很好偶合聚焦激光束轉化為熱能﹐輔助氣體采用氧氣時化學反應激烈﹐切割速度快﹐但易在切割邊生成氧化屑﹐不小必還會引起過燒﹐為穩妥起見﹐采用空氣作為輔助氣體為好.
7鎳合金
鎳合金也稱超合金﹐品種很多﹐其中大多數可實現氧化熔化切割.
非金屬材料的激光切割
10.6um波長的CO2激光束很容易被非金屬材料所吸收﹐導熱性不好和低的蒸發溫度又使吸收的光束能幾乎整個傳輸入材料內部﹐并在光斑照射處瞬間氣化形成起始孔洞﹐進入切割過程的良性循環.
2.1有機材料
2.1.1朔料（聚合物）
激光切割對塑料加工有較大的吸收力﹐因為激光可以對任何復雜形狀工件進行無接觸的高速切割﹐激光作為一種高功率密度強熱源﹐很快蒸發膠合劑﹐破壞材料的聚合鏈﹐實施切割.
低溶塑料﹔在正確控制工藝下﹐可獲無毛刺.氣泡的底部切割邊切縫光光滑平整.
高強塑料﹔為了破壞其強的連接鏈﹐需要較強的光束功率密度﹐切割時由此產生燃燒﹐切邊形成不同程度的碳化.
聚氯乙烯或聚乙稀﹔注意防止切割過程中產生有害氣體﹐防止機器生銹﹐切割斷面呈茶色﹐會有纖維絲產生.
2.1.2橡膠
切割時材料無接觸﹐切割時無需擔心工作的延伸和變形﹐防止切邊發粘.
2.1.3木材
激光能有效切割木材.層壓板.木屑板.無鋸屑﹐輔助氣體必須使用惰性的氮氣﹐防止材料的燃燒.
2無機材料
1.2. 1石英
熱膨脹系數較低的石英材料比較適宜激光切割﹐切邊質量好﹐切面光滑.
2.2.2玻璃
對大多數玻璃來說﹐受激光熱沖擊后產生的裂紋.
2.2.3陶瓷
陶瓷激光切割機制是可控向斷裂﹐聚焦光點﹐引超定向加熱梯度和高的機械應用力﹐使陶瓷這類幾乎沒有塑料的材料生成小裂縫﹐裂縫延著光點移動不斷生成﹐最后把陶瓷切斷﹐采用CO2激光束切勿使用高功率﹐否則將會出現龜裂導致切割失敗.
2.2.4石頭
不同類型的引石材料中含有水份﹐濕氣由于激光束瞬間快速加熱引起爆炸導致開裂.
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
