金屬激光切割機(jī)的介紹及是如何達(dá)到切割目的的？
金屬激光切割機(jī)是將激光發(fā)射的激光。通過(guò)光路系統(tǒng)，將其聚焦成高功率密度的激光束。在國(guó)內(nèi)鋼材整板加工中，經(jīng)常出現(xiàn)局部加工不良的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象有時(shí)是相當(dāng)隨機(jī)的。即使在加工機(jī)器狀況良好時(shí)也會(huì)發(fā)生。
激光束撞擊工件表面。工件被帶到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，而與光束同軸的高壓氣體將熔化或蒸發(fā)的金屬吹走。隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng)，使材料形成狹縫，從而達(dá)到切割的目的。碳鋼厚板的穿孔問(wèn)題——在厚板的加工中，穿孔時(shí)間占很大比例，各家金屬激光切割機(jī)廠家都開(kāi)發(fā)了快速穿孔技術(shù)。比較有代表性的是高能穿孔（爆破）。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快（1秒，以t16mm為例——下同）。
優(yōu)勢(shì)1——快
功率1200W的激光可切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達(dá)600cm/min；切割5mm厚聚丙烯樹(shù)脂板時(shí)，切割速度可達(dá)1200cm/min。激光切割時(shí)不需要夾料。
優(yōu)勢(shì)2——效率高
由于激光的傳輸特性，金屬激光切割機(jī)一般配備多個(gè)CNC工作臺(tái)，整個(gè)切割過(guò)程可以完全CNC控制。操作時(shí)，只需改變數(shù)控程序，即可適用于不同形狀零件的切割，既可實(shí)現(xiàn)二維切割，也可實(shí)現(xiàn)三維切割。
優(yōu)勢(shì)3——切割質(zhì)量好
1.激光切割切口窄，切口兩側(cè)平行和垂直于表面，切割零件尺寸精度可達(dá)±0.05mm。
2.切割面光滑美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至可以用激光切割作為最后一道工序，無(wú)需機(jī)械加工，零件可直接使用。
3.材料激光切割后，熱影響區(qū)的寬度很小，切縫附近的材料性能幾乎不受影響，工件變形小，切割精度高，幾何形狀割縫的形狀好，割縫的橫截面形狀比較規(guī)則的長(zhǎng)方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較如表1所示，切割材料為低碳鋼板，厚度為6.2mm。
優(yōu)勢(shì)4——非接觸式切割
金屬激光切割機(jī)與工件無(wú)直接接觸，無(wú)刀具磨損。加工不同形狀的零件，無(wú)需更換“工具”，只需改變激光器的輸出參數(shù)即可。激光切割過(guò)程噪音低、振動(dòng)小、污染小。
1.反應(yīng)性熔融切割
在熔融切割中，如果輔助氣流不僅吹走狹縫中的熔體，還可以與工件發(fā)生反應(yīng)而發(fā)生熱量變化，從而為切割過(guò)程增加了另一個(gè)熱源。這種切割稱為反應(yīng)熔斷切割。通常能與工件發(fā)生反應(yīng)的氣體是氧氣或含氧的混合物。
當(dāng)工件表面溫度達(dá)到點(diǎn)火溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的燃燒放熱反應(yīng)，可大大提高激光切割的能力。對(duì)于低碳鋼和不銹鋼，燃燒放熱反應(yīng)提供的能量為 60%。對(duì)于鈦等活性金屬，燃燒提供了大約 90% 的能量。
因此，與激光汽化切割和一般熔化切割相比，反應(yīng)熔化切割需要更低的激光功率密度，僅為汽化切割的1/20，熔化切割的1/2。但在反應(yīng)性熔融切削中，內(nèi)燃反應(yīng)會(huì)使材料表面產(chǎn)生一些化學(xué)變化，從而影響工件的性能。
2.激光劃線
該方法主要用于：半導(dǎo)體材料；使用高功率密度的激光束在半導(dǎo)體材料工件表面繪制淺槽，因?yàn)檫@種槽削弱了半導(dǎo)體材料的結(jié)合力。可用機(jī)械法或振動(dòng)法將其破壞。激光劃片的質(zhì)量是通過(guò)表面碎屑和熱影響區(qū)的大小來(lái)衡量的。
3.冷切
這是近年來(lái)隨著紫外波段高功率準(zhǔn)分子激光器的出現(xiàn)而提出的一種新的加工方法。其基本原理：紫外光子的能量類似于許多有機(jī)材料的結(jié)合能，這種高能光子被用來(lái)撞擊有機(jī)材料的結(jié)合鍵并使其斷裂。從而達(dá)到切割的目的。這項(xiàng)新技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在電子行業(yè)。
總結(jié)：金屬激光切割機(jī)是利用激光的特性和透鏡的聚焦，集中能量使材料表面熔化或汽化的一種切割技術(shù)。可達(dá)到切割質(zhì)量好、速度快、切割材料多、效率高的優(yōu)點(diǎn)。
