切縫窄工件變形小
激光束聚焦成很小的光點,使焦點處達(dá)到很高的功率密度。這時光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分,材料很快加熱至汽化程度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小,基本沒有工件變形。
切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料,同時幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體。進(jìn)入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進(jìn)入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過熱。
大多數(shù)有機(jī)與無機(jī)材料都可以用激光切割。在工業(yè)制造系統(tǒng)占有份量很重的金屬加工業(yè),許多金屬材料,不管它是什么樣的硬度,都可以進(jìn)行無變形切割。當(dāng)然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導(dǎo)體,因此激光切割很困難,甚至不能切割。激光切割無毛刺、皺折、精度高,優(yōu)于等離子切割。對許多機(jī)電制造行業(yè)來說,由于微機(jī)程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件,它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用;盡管它加工速度還慢于模沖,但它沒有模具消耗,無須修理模具,還節(jié)約更換模具時間,從而節(jié)省了加工費(fèi)用,降低了生產(chǎn)成本,所以從總體上考慮是更合算的。
無接觸加工
激光束聚焦后形成具有極強(qiáng)能量的很小作用點,把它應(yīng)用于切割有許多特點。首先,激光光能轉(zhuǎn)換成驚人的熱能保持在極小的區(qū)域內(nèi),可提供⑴狹的直邊割縫;⑵最小的鄰近切邊的熱影響區(qū);⑶極小的局部變形。其次,激光束對工件不施加任何力,它是無接觸切割工具,這就意味著⑴工件無機(jī)械變形;⑵無刀具磨損,也談不上刀具的轉(zhuǎn)換問題;⑶切割材料無須考慮它的硬度,也即激光切割能力不受被切材料的硬度影響,任何硬度的材料都可以切割。再次,激光束可控性強(qiáng),并有高的適應(yīng)性和柔性,因而⑴與自動化設(shè)備相結(jié)合很方便,容易實現(xiàn)切割過程自動化;⑵由于不存在對切割工件的限制,激光束具有無限的仿形切割能力;⑶與計算機(jī)結(jié)合,可整張板排料,節(jié)省材料。
適應(yīng)性和靈活性
與其它常規(guī)加工方法相比,激光切割具有更大的適應(yīng)性。首先,與其他熱切割方法相比,同樣作為熱切割過程,別的方法不能象激光束那樣作用于一個極小的區(qū)域,結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。激光能切割非金屬,而其它熱切割方法則不能。
一般來說,激光切割質(zhì)量可以由以下6個標(biāo)準(zhǔn)來衡量。
⒈切割表面粗糙度Rz
⒉切口掛渣尺寸
⒊切邊垂直度和斜度u
⒋切割邊緣圓角尺寸r
⒌條紋后拖量n
⒍平面度F