材料特性與激光加工關(guān)系

越是晶粒細(xì)小、表面粗糙、無(wú)銹蝕、導(dǎo)熱率低的材料越容易加工，而含碳量高、表面有鍍層或涂漆、反光率高的材料較難切割。含碳量高的金屬多屬于熔點(diǎn)比較高的金屬，由于難以熔化，增加了切穿的時(shí)間。一方面，它使得割縫加寬，表面熱影響區(qū)擴(kuò)大，造成切割質(zhì)量的不穩(wěn)定；另一方面，合金成分含量高，使液態(tài)金屬的粘度增加，使飛濺和掛渣的比率提高，加工時(shí)對(duì)激光功率、氣吹壓力的調(diào)節(jié)都提出了更高的要求。鍍層和涂漆加強(qiáng)的光的反射，使熔融因難；同時(shí)，也增加了熔渣的產(chǎn)生。

激光切割技術(shù)比其他方法的明顯優(yōu)點(diǎn)是：

（1）切割質(zhì)量好。切口寬度窄（一般為0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距誤差0.1--0.4mm，輪廓尺寸誤差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra為12.5--25μm），切縫一般不需要再加工即可焊接。

（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min；2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min，熱影響區(qū)小，變形極i小。

（3）清潔、安全、無(wú)污染。大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當(dāng)然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超過(guò)電加工；就切割厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點(diǎn)足以證明：CO2激光切割已經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法，特別是各種非金屬材料的切割。它是發(fā)展迅速，日益廣，的一種先i進(jìn)加工方法。

激光切割機(jī)原理

激光切割是由激光器所發(fā)出的水平激光束經(jīng)45°全反射鏡變?yōu)榇怪毕蛳碌募す馐蠼?jīng)透鏡聚焦，在焦點(diǎn)處聚成一極i小的光斑，在光斑處會(huì)焦的激光功率密度高達(dá)10^6~10^9W/cm^2。 處于其焦點(diǎn)處的工件受到高功率密度的激光光斑照射，會(huì)產(chǎn)生10000°C以上的局部高溫，使工件瞬間汽化，再配合輔助切割氣體將汽化的金屬吹走， 從而將工件切穿成一個(gè)很小的孔，隨著數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)，無(wú)數(shù)個(gè)小孔連接起來(lái)就成了要切的外形。由于激光切割的頻率非常高，所以每個(gè)小孔連接處非常光滑，切割出來(lái)的產(chǎn)品光潔度很高。

水切割與激光切割比較

激光切割設(shè)備的投資較大，目前大多用于薄鋼板、部分非金屬材料的切割，切割速度較快，精度較高，但激光切割時(shí)在切縫處會(huì)引起弧痕并引起熱效應(yīng)；另外對(duì)有些材料激光切割不理想，如鋁、銅等有色金屬、合金，尤其是對(duì)較厚金屬板材的切割，切割表面不理想，甚至無(wú)法切割。目前人們對(duì)大功率激光發(fā)生器的研究，就是力圖解決厚鋼板的切割，但設(shè)備投資、維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行消耗等成本也很可觀。水切割投資小,運(yùn)行成本低,切割材料范圍廣,效i率高，操作維修方便。