激光切割的发展历程与特点是什么

随着激光打孔技术的快速发展，激光切割技术也发展迅速。这两种加工方法的原理完全一样。不同的是激光打孔是间歇冲击加工方法，一次加工一个孔需要的能量比较少，而切割是连续切割一个狭缝，所以需要选择连续操作、激光功率大的激光器。此外，还需要不断清除切割缝中的熔渣。可见，激光切割比激光打孔更难。目前激光切割主要采用激光气割的方法。也就是说，用激光刀切割时，要加入辅助气体吹缝，激光刀在高速气流的喷射下切割。常用的辅助气体包括氮气、氢气、氧气和空气。氮气和氢气都是惰性气体，喷洒这些气体进行切缝，既能及时清除熔渣，又能保护切口两侧的材料不被氧化。如果用氧气吹，情况就不一样了。氧气是一种辅助气体，可以大大提高切割缝内的温度，直到切割缝内的金属材料燃烧，在这个过程中释放出大量的热量，加快了切割缝内材料的熔化速度，从而显著提高切割速度。这个方法叫激光火焰切割。氧气不仅起到助燃的作用，还起到除渣的作用。然而，在这种情况下，狭缝两侧的材料被氧化。适用于切割普通金属材料。切割木材、塑料、纺织品、皮革、纸张等非金属材料时。如果吹氧，很容易把缝隙两边都烧坏，所以只能用钢瓶、氮气和空气作为辅助气体。在激光气割法中，辅助气体的压力一般为1.5 ~ 3个大气压，喷嘴直径一般为5毫米左右，喷嘴出口处的气体流速可达每秒300米以上，接近音速。这种高速气流可以清洁狭缝。因此，加工的狭缝窄、平、光滑。而且切削速度相当高，加工精度好。比如用功率为1.5 kW的连续二氧化碳激光切割3 mm厚的钢板，切割速度可以达到每分钟5米，比常规切割方法快几倍。而且加工精度可以达到0.5 mm，是常规切削方法无法比拟的。

激光刀可以切割平面和三维工件。激光刀不仅可以做直线运动，还可以做曲线运动。在微型计算机的控制下，它可以像刷子一样在工件上切割非常复杂的图案。这为复杂模具的加工提供了方便。图49示出了通过激光刀切割的模板的三个例子。它们的形状都不同，图案也很复杂。材料为纯铁板，厚度1-3mm，待切长度1.7米-3.7米。既有圆弧也有直线，有正方形也有三角形，还有一些不规则的形状。用常规的模具加工方法加工这些模板显然是比较困难的，工作量大，时间长，价格也大。而使用500瓦功率的连续二氧化碳激光进行加工，每个模板不到3分钟就可以加工完毕，短的加工时间只有1分6秒，长的只有2分54秒。而且加工质量很好。目前，新的激光切割技术正在渗透到汽车、造船、飞机、机械、电子、纺织、造纸等部门。各种类型的激光切割机不断涌现，各种激光切割自动化生产线相继建成投产。