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重庆激光切割各种材料

发布者: 发布时间:2016-4-26 14:26:07 阅读:次 【字体:

由于各种材料性质不同,激光切割方式也有差别。如金属切割一般吹助燃氧气可提高切割深度和速度,对各种易燃的有机物,一般吹压缩空气可提高切缝质量,对各种脆性物质,通常采用热应力方法进行切割。下面重庆激光切割分别阐述各种切割情况。

 

一、金属切割

用激光切割金属时,通常采用吹氧工艺,这样做有很多优点。首先,氧气使金属表面氧化,从而大大增强对激光的吸收能力,在随后的点火和燃烧中,由于氧气助燃而使激光的热效应增强,而最重要的是通过吹气,排除激光照射区内的熔融物和金属的嫩烧产物,从而获得清洁的、高质量的切口。

当所用激光器和被加工材料确定时,最佳氧气流量和材料厚度有关,且直接影响切割速度。用150W二氧化碳激光切割软钢时氧气流量和切割速度的关系。

斜线阴影部分表示高质量切割区域,由图可看出,材料越厚,这个区域越大。此外,这种关系还和激光器功率有关。例如,当功率低于150W时,同样的氧气流量对应着较低的切割速度(如图4-5所示)。图4一6是用二氧化碳吹一个大气压的氧气,加工不同厚度的不锈钢时切割速度和激光功率的关系。图4-7表示以60W二氧化破激光切割厚0.2mm不锈钢板的例子。切割速度为lmm/s。

二、非金属切割

可以用激光切割的非金属材料种类繁多、性质各异。因此,切割参数很难用解析式表示,即使给出这类解析式也没有多大用处。比如,陶瓷和木材自不必说,即使都是木材,当品种不同时,要求的激光参数的差别也是很大的。甚至同一种木材,其含水量不同时,切割速度也不同。例如,用输出功率为240W的二氧化碳激光器加工某种术材时,为了方便起见,人们对各种材料作出很多相应的表格。

切割非金属材料时也常用吹气法排除熔融物,值当州刘木材,纸张等易燃物时,吹氧气将影响切口质量,故应代之道压缩空气或惰性气体。塑料在日常生活和工程上的应用已非常广泛,由于它飴充分吸收二氧化碳激光,故切割十分容易,20W以上的激光即可达到切割效果。切割时吹以压缩空气虽然不会增加多少切翻深度,却使切割的直线性明显好转 吹气对切割截面的影畸不吹气时入口处呈喇叭形,而吹气时呈直线形。

这类容易吸收激光的材料切割,宜用长焦距的聚焦透镜,它比用短焦距透镜可获得更深的田割深度,可明最看出此种现象。这是由于光束经短焦距透镜聚焦后其发散角大,偏离焦点处光束的能量密度迅速减小,不易有效地切割材料。

三、硬脆材料的切割

对诸如玻璃、熔融石英、陶瓷,微晶玻璃等又硬又脆的材料,宜采用热应力切割法。

材料受热后产生明显的温度梯度,表面温度较高要发生膨胀,而内层温度则较低要阻止其膨胀,结果,内层产生沿径向的挤压应力,表层则相对内层产生拉应力。脆性材料的抗压强度要比抗拉强度高得多。例如,无碱玻璃的抗拉强度只有100~300kgf/平方厘米,而抗压强度为10000kgf/平方厘米。于是,材料将首先从内部裂开。图4一11为氧化铝陶瓷片经高重复频率Nd:YAG激光划片后的实例。基片厚0.60mm,切槽宽度O.lmm,槽深50mm,由于激光切割后内部的热应力,被切割部分很容易分开。

激光功率的上限是由不损伤表面所决定的。此外,聚焦直径过小也会使表面损伤,由于波长较长的光不易聚焦,再加上多数无机材料在红外波段吸收率大,二氧化碳激光特别适宜于这类材料的切割。

用二氧化碳激光完全切断陶瓷和熔融石英分别如图4一12和图4一13所示。后者由于热膨胀系数小,很容易切割,前者需要以较大的激光功率,在较快速度下进行,否则材料易炸裂。为得到稳定的断裂而需要的最小输出功率与切割速度和加工尺寸有关。

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