激光切割的工艺技术介绍

自1960年激光问世以来，激光切割与数控、CAD/CAM技术紧密结合，已成为一种优质、高效、现代化的柔性加工技术，并在许多工业部门得到广泛应用。我国“七五”期间开发了二、三、五坐标数控激光加工机床，从国外引进激光切割机十几台。美国和武重研制的三坐标激光加工机正在试制中，激光切割加工将在中国迅速发展。

激光切割的特点及应用激光具有良好的单色性、相干性和方向性，不受电磁干扰，可远距离传输、改变方向和聚焦。

照射在材料表面，使表面的一层迅速熔化汽化去除，继续照射，激光逐渐将材料一层一层去除，直到被切穿。然后，激光位移以一定速度相对于工件移动，实现切割加工。在很短的时间内，在很小的面积内，材料通过激光照射达到熔化和汽化湿度，因此热影响区很小，切割缝很小。没有切削力，所以变形很小，振动噪音小，切削速度很高。

激光切割结合了数控和CAD/CAM技术，具有数控加工的所有优点。

对板材零件、壳体零件和薄壁圆筒进行二维和三维切割加工，切出各种复杂的形状、图案和字体。

激光切割是加热切割，可以切割许多金属和非金属材料。激光切割更容易氧化、熔化和汽化的材料，因此材料的热导率、比热、密度和汽化潜热与激光切割所需的能量和辐照时间(切割速度)密切相关。

金属材料对波长为10.6um的二氧化碳激光具有高反射率和低吸收率，常谧时侧5% ~ 10%的激光能量被吸收，在熔点温度下达到50%，在汽化温度下达到90%。导热性和导电性越好，反射率越高。所有金、银、铜、铝的吸收率都很低，不适合用二氧化碳激光切割。碳羽、合金钢、钛及其合金、不锈钢都容易被激光切割。高碳含量比低碳钢更容易切削。硫磷杂质较多的热轧钢板切割质量比冷轧钢板差。不锈钢导热系数低，耐腐蚀性好，切割低

非金材料熔点低，导热性差，对激光吸收率高，易于激光切割。所需激光能量小，切割速度快，切割质量好。切割各种塑料的切边质量很高，但产生的气味令人不愉快，尤其是聚氯乙烯塑料产生有害的有毒气体，因此需要采取抽气解毒的措施。切割合成纤维可以自己密封边缘，没有压力松弛，也不会损坏纤维组织。但是硼和碳纤维容易碳化，很难切割。

橡胶易切削，切削速度快，切削刃局部硬化，切削厚度可达20毫米。

激光可以高效率切割较厚的木板，但存在燃烧现象。不同的材料，不同的粘合剂，不同的含水量，不同的厚度，切割速度也不同。布料和皮革容易被激光切割着火。

应时热膨胀系数小，热影响区小，比金刚石切割快两个数量级。陶瓷切割容易开裂。玻璃和石材热膨胀系数高，激光切割容易开裂。

激光切割系统投资大，能量利用效率低，二氧化碳激光的电光转换不到20%。激光聚焦光斑切割，加工厚度有限，切割钢厚10~12mm。