金属激光切割的分类:
激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
一、激光熔化切割
激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。
二、激光划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和co2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
三、激光氧气切割
激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的气热化一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于较薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
3、运行成本低:打标速度快且标记一次成型,能耗小,因而运行成本低。虽然激光打标机的设备投资比传统标记设备大,但从运行成本而言,使用金属打标机要低得多。
4、激光的空间控制性和时间控制性都非常好,对加工对象的材质,形状,尺寸和加工环境的自由度都很大,能够对一些特殊的面有着很好的打标效果。
5、激光雕刻*与被雕刻的工件接触,因此省去了许多夹具和刀具,且打标后工件不会产生内应力,保证工件的原有精度,有着零接触,零损伤的特点。
6、激光打标机对材料的适应性较广,可以在多种材料的表面制作出非常精细的标记且耐久性非常好;而且基本包括所有材料,这种不一般的广泛性于适应性必将使激光打标机的适用性更强,对产品防伪较为重要。