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激光切割機切割常用工程材料

發布時間:2021-01-05 來源:東莞市鑫科激光科技有限公司

一、激光的原理:

激光英文全名為Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)。 于1960年面世,是一種因刺激產生輻射而強化的光。
科學家在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或原子易受激發的物質,使其原子的電子達到受激發的高能量狀態,當這些電子要回復到平靜的低能量狀態時,原子就會射出光子,以放出多余的能量;而接著,這些被放出的光子又會撞擊其它原子,激發更多的原子產生光子,引發一連串的「連鎖反應」,并且都朝同一個方前進,形成強烈而且集中朝向某個方向的光。強的激光甚至可用作激光切割,切割鋼板!
二、激光切割機切割常用工程材料
1、金屬材料的激光切割。
雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率,但發射處于遠紅外波段10.6um光束的CO2激光器還是成功的應用于許多金屬的激光切割實踐。金屬對10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%,但是,當具有功率密度超過106w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表面時,卻能在微秒級的時間內很快使表面開始熔化。處于熔融態的大多數金屬的吸收率急劇上升,一般可提高60%~80%。
2、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吸收,導熱性不好和低的蒸發溫度又使吸收的光束幾乎整個輸入材料內部,并在光斑照射處瞬間汽化,形成起始孔洞,進入切割過程的良性循環。
三、激光切割機切割的主要工藝
1、汽化切割。
在高功率密度激光束的加熱下,材料表面溫度升至沸點溫度的速度是如此之快,足以避免熱傳導造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。
2、熔化切割。
當入射的激光束功率密度超過某一值后,光束照射點處材料內部開媽蒸發,形成孔洞。一旦這種小孔形成,它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍,然后,與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動,小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續沿著這條縫的前沿照射,熔化材料持續或脈動地從縫內被吹走。
3、氧化熔化切割。
熔化切割一般使用惰性氣體,如果代之以氧氣或其它活性氣體,材料在激光束的照射下被點燃,與氧氣發生激烈的化學反應而產生另一熱源,稱為氧化熔化切割。
4、控制斷裂切割。
對于容易受熱破壞的脆性材料,通過激光束加熱進行高速、可控的切斷,稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內容是:激光束加熱脆性材料小塊區域,引起該區域大的熱梯度和嚴重的機械變形,導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導裂縫在任何需要的方向產生。


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