石材激光切割加工技术工艺及应用范围.pdfVIP

中国石材物联网 网址： 石材激光切割加工技术工艺及应用范围 一、激光切割的原理 激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材 料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹 除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。 二、激光切割加工的主要特性 1、激光切割的切缝窄，工件变形小 激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度。这时光束 输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分，材料很快加热至汽 化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成 宽度很窄的切缝。切边受热影响很小，基本没有工件变形。 切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用氧作 为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内 的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用 惰性汽体。进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座 内污染镜片并导致 镜片过热。 大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有份量 很重的金属加工业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都可以进行 无变形切割。当然，对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是 好的传热导体，因此激光切割很困难，甚至不能切割。 激光切割无毛刺、皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造 行业来说，由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与 来源：中国石材物联网 中国石材物联网 网址： 尺寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度还 慢于模冲，但它没有模具消耗，无须修理模具，还节约更换模具时间，从 而节省了加工费用，降低了生产成本，所以从总体上考虑是更合算的。 2、激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工 激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点，把它应用于切割有许 多特点。 首先，激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内，可提供狭的 直边割缝;最小的邻近切边的热影响区;极小的局部变形。 其次，激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，这就意味 着工件无机械变形;无刀具磨损，也谈不上刀具的转换问题;切割材料无须 考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响，任何硬度的 材料都可以切割。 再次，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因而与自动化设备 相结合很方便，容易实现切割过程自动化;由于不存在对切割工件的限制， 激光束具有无限的仿形切割能力;与计算机结合，可整张板排料，节省材 料。 3、激光切割具有广泛的适应性和灵活性 与其它常规加工方法相比，激光切割具有更大的适应性。首先，与其 他热切割方法相比，同样作为热切割过程，别的方法不能象激光束那样作 用于一个极小的区域，结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。 激光能切割非金属，而其它热切割方法则不能。 三、激光切割加工的分类 来源：中国石材物联网 中国石材物联网 网址： 1、激光汽化切割 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。材料的汽化热一般很大，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极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。 2、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