大型激光切割加工技術(shù)可分為四類:激光蒸發(fā)切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光切割和控制斷裂。
1、激光汽化切割
大型激光汽化切割采用高能密度激光對工件進行加熱,在很短的時間內(nèi)使溫度迅速升高,達(dá)到材料的沸點,材料開始汽化,并形成蒸汽。蒸汽噴出的速度很大,當(dāng)蒸汽噴出時,在材料上形成一個切口。物料的蒸發(fā)溫度通常是非常高的,因此激光蒸發(fā)切割需要很大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。
2、激光氧氣切割
激光氧氣切割原則與氧乙炔切割相似。以激光作為熱源,以氧氣等活性氣體作為切削氣體。噴射氣體一方面與切割金屬發(fā)生氧化反應(yīng),放出大量的氧化熱;另一方面將反應(yīng)區(qū)內(nèi)熔化的氧化物和熔化物噴射出來,在金屬上形成切口。因為在切削過程中的氧化反應(yīng)會產(chǎn)生大量的熱,所以激光氧氣切削只需要1/2的熔融切削能量,而熔融切削速度要比激光蒸發(fā)切削和熔融切削快得多。
主要應(yīng)用于碳鋼、鈦鋼、熱處理鋼等易氧化金屬材料的大型激光加工。
3、激光劃片與控制斷裂
激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器。
利用激光刻槽過程中產(chǎn)生的陡峭溫度分布,產(chǎn)生脆性材料的局部熱應(yīng)力,從而使材料沿小凹槽斷裂。
4、激光熔化切割
激光熔化切割時,用激光加熱使金屬材料熔化,然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等),依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于大型激光加工廠家中的不銹鋼、鈦、鋁及其合金等不易氧化的材料和活性金屬的切割。