与传统的等离子等切割工艺相比,激光切割速度快、切缝窄、热影响区小、切缝边缘垂直度好、切边光滑,同时可激光切割的材料种类多,包括碳钢、不锈钢、合金钢、木材、塑料、橡胶、布、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等。随着市场经济的飞速发展和科学技术的日新月异,激光切割技术已广泛应用于汽车、机械、电力、五金以及电器等领域。近年来,激光切割技术正以***的速度发展,每年都以15%~20%的速度增长。我国自1985年以来,更是以每年近25%的速度增长。当前,我国激光切割技术的整体水平与******相比还存在着不小的差距,因此,在国内市场激光切割技术具有广阔的发展前景和巨大的应用空间 。产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105W/cm2之间。
激光切割是将从激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件达到熔点或沸点,同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。
对于容易受热***的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。设备在运行过程中,由于被加工件在加工中会产生大量的腐蚀性粉尘和烟雾,基这些烟雾和粉尘长期大量沉积于导轨、直线轴表面,对设备的加工精度有很大影响,并且会在导轨直线轴表面形成蚀点,缩短设备使用寿命。这种切割过程主要内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。上述设备除激光打标机外,都可以进行布料裁剪裁片、服装打样、商标、贴布绣切割、皮革雕花钻孔、牛仔喷花、绣花等工艺的作业。在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件:如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。
在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种:
(1)改变脉冲宽度;
(2)改变脉冲频率;
(3)同时改变脉冲宽度和频率。