激光加工设备及激光加工工艺分析

　　激光切割机的切割工艺主要包括气化切割、氧化熔化切割、熔化切割、控制断裂切割四种。它们的主要特点介绍如下：

　　1. 汽化切割：

　　在高功率密度激光束加热下，材料表面温度升至沸点温度的速度非常快，足以能够避免热传导造成的熔化，于是部分被加工的材料汽化成蒸汽消失，部分材料则作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。

　　2. 熔化切割：

　　当入射的激光束功率密度超过一个特定值之后，光束照射点处的材料的内部开始蒸发，形成孔洞。一旦这些小孔形成，它将作为黑体吸收所有入射光束的能量。小孔也会被熔化金属壁所包围，然后，与光束同轴的辅助气流则会把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动，小孔按切割方向同步横移并形成一条切缝。激光束就会继续沿着这条缝的前沿照射，熔化材料或持续或脉动地从缝内被吹走。

　　3. 氧化熔化切割：

　　熔化切割一般是使用惰性气体（如果用氧气等其它活性气体气体取代也可）来实现切割的。被切割材料在激光束照射下被点燃，与氧气发生激烈的化学反应，产生另一热源，这一过程就称之为氧化熔化切割。

　　具体描述如下：　

　　（1）材料表面在激光束照射下很快被加热到燃点温度，随之与氧气发生激烈燃烧反应，放出大量热量。激光切割机在此热量作用下，材料的内部形成充满蒸汽的小孔，而小孔周围为熔融的金属壁所包围。　

　　（2）燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属燃烧速度，同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也会对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高，燃烧化学反应和去除熔渣的速度也就会越快。当然，氧气流速并不是越高越好，因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却，这对切割质量也是非常不利的。　

　　（3）显然，氧化熔化切割的过程中存在着两个热源，即激光照射能和氧与金属化学反应所产生的热能。激光切割机据估计，切割钢时，氧化反应释放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明显，与惰性气体比较，使用氧气作辅助气体可获得较高的切割速度。　

　　（4）在拥有两个热源的氧化熔化切割的过程中，如果氧燃烧速度高于激光束移动的速度，割缝就会显得宽而粗糙。如果激光束移动的速度比氧燃烧速度快，则所得到的切缝机狭窄又光滑。

（迪能激光）

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