第一篇：激光切割加工的發(fā)展趨勢與切割原理11.18

激光切割加工的發(fā)展趨勢與切割原理

當(dāng)今在金屬行業(yè)內(nèi)，激光切割機(jī)設(shè)備是一種新型的工具，目前越來越成熟的運(yùn)用到金屬工件，它可以可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。無論是做設(shè)備的，工藝品的，材料商的都首先會選擇激光割。

很多人知道激光切割，但對于他的切割速度真的是很佩服，激光割的速度比線切割的速度可以說是百倍以上。小工件激光割可能幾分鐘，而線切割就得一個小時或大半個小時。對于他的原理下面就簡單描述。

工作原理：首先激光的能量是以光的形式集中成一條高密度的光束，光束傳遞到金屬工作表面，產(chǎn)生足夠的熱量，使材料熔化，加之與光束同軸的高壓氣體直接除去熔化金屬，從而達(dá)到切割的目的。激光熱量被工件材料吸收，工件溫度急劇上升，到達(dá)沸點(diǎn)后，材料開始汽化并形成孔洞，伴隨高壓的氣流，隨著光束與工件相對位置的移動，最終使材料形成切縫。切縫時的工藝參數(shù)(切割速度，激光器功率，氣體壓力等)及運(yùn)動軌跡都均由數(shù)控系統(tǒng)控制，割縫處的熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除（速度調(diào)不好熔渣會留在工件上，就是我們平時說的披風(fēng)）。

第二篇：激光切割技術(shù)

激光切割技術(shù)

1.激光切割技術(shù)基本概念

激光切割是利用高能量密度的激光束作為“切割工具”對材料進(jìn)行熱切割的一種材料加工方式，是激光加工行業(yè)中最重要的一項應(yīng)用技術(shù)。1971年用CO2激光切割包裝用夾板，首次開辟了激光切割在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨著激光切割設(shè)備的不斷更新和切割工藝的日益先進(jìn)，激光切割技術(shù)可實現(xiàn)各種金屬，非金屬板材及眾多復(fù)雜零件的切割，在汽車工業(yè)，航空航天，國防等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

2.激光切割技術(shù)基本原理和分類

2.1 激光切割技術(shù)基本原理

在激光束能量作用下，材料表面被迅速加熱到幾千至上萬度而熔化或氣化，隨著氣化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體吹走，達(dá)到切割材料的目的。脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料。

2.2激光切割技術(shù)的分類

激光切割可分為：激光氣化切割，激光熔化切割，激光氧化切割和激光劃片與控制斷裂四類。

（1）激光氣化切割：利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn)，材料開始?xì)饣纬烧魵?。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時，在材料上形成切口。材料的氣化熱很大，所以激光氣化切割時需要很大的功率和功率密度。激光氣化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料的切割。

（2）激光熔化切割：激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴吹非氧化性氣體，依靠氣體的強(qiáng)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氣化，所需能量只有氣化切割的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屬的切割，如不銹鋼，鈦，鋁及其合金等。

（3）激光氧化切割：原理類似于氧-乙炔切割。是用激光作為預(yù)熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體與切割金屬發(fā)生作用，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧化切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光氣化切割和熔化切割。激光氧化切割主要用于碳鋼，鈦鋼以及熱處理等易氧化的金屬材料。

(4)激光劃片與斷裂控制：激光劃片是利用高能量密度的激光束在脆性材料的表面進(jìn)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。斷裂控制是利用激光刻槽時所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使材料沿小槽斷開。

3.激光切割的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

3.1 激光切割工藝特點(diǎn)

（1）切割質(zhì)量好，精細(xì)

由于激光光斑小，激光切割切口細(xì)窄，切割表面光潔，熱影響區(qū)寬度很小，變形小，切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序。

（2）切割效率高

由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)上一般配有數(shù)控工作臺，整個切割過程可全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進(jìn)行二維切割，又可實現(xiàn)三位切割。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上，下料的時間。

（3）非接觸式切割

激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需要改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。

（4）切割材料的種類多

激光切割材料包括金屬，非金屬，金屬基和非金屬基復(fù)合材料，皮革，木材及纖維等。對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。

（5）缺點(diǎn)：激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。

3.2 激光切割的應(yīng)用

在材料方面受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中，小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。激光切割設(shè)備費(fèi)用高，一次性投資大。大多數(shù)激光切割機(jī)都由數(shù)控程序進(jìn)行控制操作或做成切割機(jī)器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。

激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進(jìn)行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。

適合采用CO2激光切割的產(chǎn)品大體上可歸納為三類：

第一類：從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復(fù)雜，批量不大,一般厚度；12mm的低碳鋼、；6mm厚的不銹鋼，以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產(chǎn)品有：自動電梯結(jié)構(gòu)件、升降電梯面板、機(jī)床及糧食機(jī)械外罩、各種電氣柜、開關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大電機(jī)硅鋼片等。

第二類：裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標(biāo)記、字體等。如藝術(shù)照相冊的圖案，公司、單位、賓館、商場的標(biāo)記，車站、碼頭、公共場所的中英文字體。

第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版，它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為0.7~0.8mm的槽，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機(jī)上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內(nèi)近幾年來應(yīng)用的一個新領(lǐng)域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進(jìn)入抽油泵，在壁厚為6~9mm的合金鋼管上切出0.3mm寬的均勻切縫，起割穿孔處小孔直徑不能大于0.3mm，切割技術(shù)難度大，已有不少單位投入生產(chǎn)。

4.激光切割工藝參數(shù)與質(zhì)量評定

4.1激光切割工藝參數(shù)

（1）光束橫模

① 基模 又稱為高斯模，是切割最理想的模式，主要出現(xiàn)在功率小于1kw的激光器。② 低階模 與基模比較接近，主要出現(xiàn)在1-2kw的中功率激光器。③ 多模 是高階模的混合，出現(xiàn)在功率大與3kw的激光器（2）激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取決于切割類型以及被切割材料的性質(zhì)。氣化切割所需要的激光功率最大，熔化切割次之，氧氣切割最小。激光功率對切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。

（3）焦點(diǎn)位置

離焦量對切口寬度和切割深度影響較大。一般選擇焦點(diǎn)位于材料表面下方約1/3板厚處，切割深度最大，切口寬度最小。

（4）焦點(diǎn)深度

切割較厚板時，應(yīng)采用焦點(diǎn)深度大的光束，以獲得垂直度較好的切割面。但焦點(diǎn)深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，使切割速度降低。若要保持一定的切割速度，則需要增大激光的功率；切割薄板宜采用較小的焦點(diǎn)深度，這樣光斑直徑小，功率密度高，切割速度加快。

（5）切割速度

切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。對于不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個最佳值，這個最佳值約為最大切割速度的80%。

（6）輔助氣體的種類和壓力

切割低碳鋼較多采用氧氣作輔助氣體，以利用鐵-氧燃燒反應(yīng)熱促進(jìn)切割過程，而且切割速度快，切口質(zhì)量好，可以獲得無掛渣的切口。切割不銹鋼時，常采用O2+N2混合氣體或雙層氣流，單用氧氣在切口底邊會發(fā)生掛渣。氣體壓力增大，動量增加，排渣能力增強(qiáng)，因此可以使無掛渣的切割速度增加。

氧氣純度對切割速度有一定的影響，研究表明，氧氣純度降低2%，切割速度就會降低50%。

噴嘴形狀也影響激光切割質(zhì)量和效率。不同切割機(jī)采用不同形狀的噴嘴。

4.2激光切割質(zhì)量評定

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。（1）切割表面粗糙度RZ（2）切口掛渣尺寸（3）切邊垂直度和斜度u（4）切割邊緣圓角尺寸r（5）條紋后拖量n（6）平面度F 5.激光切割設(shè)備

激光切割設(shè)備與焊接設(shè)備基本類似，區(qū)別是焊接需要使用激光焊槍，而切割使用激光割炬。激光切割大都采用CO2激光切割設(shè)備，主要由激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、數(shù)控運(yùn)動系統(tǒng)、割炬及抽煙系統(tǒng)組成。

激光器由激光電源提供高壓電源，產(chǎn)生的激光經(jīng)反射鏡、導(dǎo)光系統(tǒng)把激光導(dǎo)向切割工件所需要的方向；數(shù)控運(yùn)動系統(tǒng)主要用于調(diào)節(jié)割炬的移動方向，割炬與工件間的相對移動有三種情況。

① 割炬不動，工件通過工作臺運(yùn)動，主要用于尺寸較小的工件。② 工件不動割炬移動 ③ 割炬和工作臺同時運(yùn)動。

割炬主要包括槍體、聚焦透鏡和輔助氣體噴嘴等零件。激光切割時，割炬必須滿足下列要求。

④ 能夠噴射出足夠的氣流。

⑤ 割炬內(nèi)氣體的噴射方向必須和反射鏡的光軸同軸。⑥ 割炬的焦距能夠方便調(diào)節(jié)。

⑦ 切割時，保證金屬蒸汽和切割金屬的飛濺不會損傷反射鏡。

激光切割時，要求激光器輸出的光束經(jīng)聚焦后的光斑直徑最小，功率密度最高。噴嘴用于向切割區(qū)噴射輔助氣體，其結(jié)構(gòu)形狀對切割效率和質(zhì)量有一定影響。噴孔的形狀有圓柱形、錐形、和縮放形等。一般根據(jù)切割工件的材質(zhì)、厚度、輔助氣體壓力等經(jīng)試驗后確定。

6.激光切割的應(yīng)用實例

6.1布料激光切割

制衣行業(yè)中使用的服裝布料激光切割機(jī)打破了傳統(tǒng)手工和電剪速度慢和難以排版,充分解決了效率達(dá)不到和浪費(fèi)材料的難題.速度快，操作簡單，只需把所要裁剪的圖形及尺寸輸入到電腦，機(jī)械就會把整張的材料裁剪成您所需要的成品，不用刀具、不需要模具，利用激光實現(xiàn)非接觸式加工，簡便快速。布料激光切割機(jī)與傳統(tǒng)的切割方式相比不僅價格低,消耗低.操作更方便，效果更好，并且因為激光加工對工件沒有機(jī)械壓力,所以切割出來產(chǎn)品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且還具有操作安全,維修簡單等特點(diǎn).可連續(xù)24小時工作。

用于皮革、箱包企業(yè)及皮鞋、鞋材生產(chǎn)企業(yè)的激光切割雕刻機(jī), 集切割、雕刻和鏤空于一身，適用各種皮革料的加工：高檔鞋材、皮包、皮衣切割特殊形狀，無毛邊，尺寸標(biāo)準(zhǔn)，誤差?。ā?.1mm），效果柔軟，無高周波或刀模切壓的生硬感。另可于皮革上刻畫特別效果或圖案，使成品更顯精細(xì)及別具創(chuàng)意。

6.2激光切割在飾品中的應(yīng)用

飾品加工是一門對比特殊的職業(yè)，由于主要是針對一些稀有的貴金屬的加工改造，所以對加工改造的設(shè)備要求十分的高。可是這對小型激光切開機(jī)來說，確是一個十分好的機(jī)會，它極好的處理了加工飾品中的一些難題，并且受到了各個廠家的熱捧。

運(yùn)用小型激光切割機(jī)加工飾品在不需開模的情況下，就可以直接加工出想要的商品，并且精度十分的高，加工時刻只需要短短的幾分鐘就可以。不僅縮短了加工時刻，還降低了成本。

6.3激光切割在眼鏡行業(yè)中的應(yīng)用

以往眼鏡行業(yè)主要利用模具做鏡框，不同樣式需要做不同模具，所需成本高，效率低。直到激光切割機(jī)投入后，開發(fā)新的款式只需在軟件上呈現(xiàn)，速度快、精度大，特別適合小量、多款式的生產(chǎn)模式。甚至可以做到一臺光纖激光切割機(jī)能夠快速加工出了不同款式的眼框，為個性定制眼鏡解決后顧之憂。

除此之外，激光切割機(jī)能夠在板材上任意的設(shè)計圖形，速度快，精度高，一次成型，無需后續(xù)處理，比傳統(tǒng)切割設(shè)備快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節(jié)省材料。先進(jìn)的工藝可提高眼鏡廠家的新產(chǎn)品開發(fā)速度，能夠快速收回設(shè)備投資成本。眼鏡專用激光切割機(jī)能在板材上切割任意的設(shè)計圖形，速度快，精度高，一次成型，無需后續(xù)處理，比線切割快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節(jié)省材料。先進(jìn)的工藝可提高貴公司的新產(chǎn)品開發(fā)速度，最快為您收回設(shè)備投資成本。一機(jī)多用，既能滿足客戶對平板的切割要求，也能滿足管圓及異形材料（方鋼、扁鐵、槽鋼、方管）的切割。

6.4激光雕刻

使用激光雕刻和切割，過程非常簡單，如同使用電腦和打印機(jī)在紙張上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP環(huán)境下利用多種圖形處理軟件，如CorelDraw等進(jìn)行設(shè)計，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機(jī)中。唯一的不同之處是，打印將墨粉涂到紙張上，而激光雕刻是將激光射到木制品、壓克力、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。

7.參考文獻(xiàn)

[1] 李亞江，王娟等編著.特種焊接技術(shù)及應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.[2] 關(guān)橋.高能束流加工技術(shù)—先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的重要方向.航空制造技術(shù)，1995.

第三篇：激光切割技術(shù)的原理及應(yīng)用

遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

激光切割技術(shù)的原理及應(yīng)用

1.激光切割技術(shù)簡介.......................................................................2 1.1激光切割技術(shù)概述................................................................2 1.2激光切割技術(shù)的原理............................................................4 1.3激光切割技術(shù)的發(fā)展歷史....................................................5 2.激光切割的特點(diǎn).............................................................................6 2.1激光切割的總體特點(diǎn)............................................................6 2.2 CO2激光切割技術(shù)的特點(diǎn).....................................................7 2.3半導(dǎo)體激光切割機(jī)................................................................8 2.4光纖激光切割機(jī)....................................................................8 3.激光切割技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景.............................................10 3.1激光切割技術(shù)的市場現(xiàn)狀..................................................10 3.2激光切割技術(shù)的應(yīng)用..........................................................12 結(jié)論..................................................................................................13

遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

激光切割技術(shù)的原理及應(yīng)用

材料12A文修曜

摘要

激光加工技術(shù)是一種先進(jìn)制造技術(shù)，而激光切割是激光加工應(yīng)用領(lǐng)域的一部分，激光切割是當(dāng)前世界上先進(jìn)的切割工藝。由于它具備精密制造、柔性切割、異型加工、一次成形、速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中解決了許多常規(guī)方法無法解決的難題。激光能切割大多數(shù)金屬材料和非金屬材料。

Abstract

The laser processing technology is a kind of advanced manufacturing technology, and laser cutting is part of the laser processing applications, laser cutting is the current advanced cutting technology in the world.Because it has flexible cutting, stone processing, precision manufacturing, a forming, fast speed, higher efficiency, so in industrial production solved many conventional methods cannot solve the problem.Can laser cutting most of the metal materials and nonmetal materials.關(guān)鍵詞：激光切割的原理；激光切割的分類及特點(diǎn)；激光切割技術(shù)的應(yīng)用

1.激光切割技術(shù)簡介

1.1激光切割技術(shù)概述

激光切割是激光加工行業(yè)中最重要的一項應(yīng)用技術(shù)。它占整個激光加工業(yè)的70%以上。激光切割與其他切割方法相比，最大區(qū)別是它具有高速、高精度及高適應(yīng)性的特點(diǎn)。同時還具有割縫細(xì)、熱影響區(qū)小、切割面質(zhì)量好、切割時無噪聲、切割過程容易實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點(diǎn)。激光切割板材時，不需要模具，可以替代 2 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

一些需要采用復(fù)雜大型模具的沖切加工方法，能大大縮短生產(chǎn)周期和降低成本。因此，目前激光切割已廣泛地應(yīng)用于汽車、機(jī)車車輛制造、航空、化工、輕工、電器與電子、石油和冶金等工業(yè)部門中。

激光切割主要是CO2激光切割,激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,并使CO2激光束與材料沿一定軌跡作相對運(yùn)動,從而形成一定狀的切縫。激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運(yùn)動，從而形成一定形狀的切縫。激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。

激光束聚焦成很小的光點(diǎn)其最小直徑可小于0.1mm，使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度可超過106W／cm2)。這時光束輸入（由光能轉(zhuǎn)換）的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散部分，材料很快加熱至汽化濕度，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（如0.1mm左右）的切縫。切邊熱影響很小，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氣體。鋼切割時得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產(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氣體。進(jìn)入噴嘴的輔助氣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)都可以用激光切割。在工業(yè)制造占有分量很重的金屬加工業(yè)，許多金屬材料，不管它具有什么樣的硬度，都可進(jìn)形無變形切割。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)程序的現(xiàn)代化激光切割系統(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；盡管它加工速度慢于模沖，但它沒有模具消耗，無需修理模具，還節(jié)約更換模具時間，從而節(jié)省加工費(fèi)用，降低產(chǎn)品成本，所以從總體上講在經(jīng)濟(jì)上更為合算。

另一方面，從如何使模具適應(yīng)工件設(shè)計尺寸和形狀變化角度看，激光切割也 3 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

可發(fā)揮其精確、重現(xiàn)性好的優(yōu)勢。作為層疊模具的優(yōu)先制造手段，由于不需要高級模具制作工，激光切割運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也并不昂貴，因此還能顯著地降低模具制造費(fèi)用。激光切割模具還帶來的附加好處是模具切邊會產(chǎn)生一個淺硬化層，提高模具運(yùn)行中的耐磨性。激光切割的無接觸特點(diǎn)給圓鋸片切割成形帶來無應(yīng)力優(yōu)勢，由此提高了使用壽命。

1.2激光切割技術(shù)的原理

在激光束能量作用下（氧助切割機(jī)制下，還要加上噴氧氣與到達(dá)燃點(diǎn)的金屬發(fā)生放熱反應(yīng)放出的熱量），材料表面被迅速（ms范圍）加熱到幾千乃至上萬度（℃）而熔化或汽化，隨著汽化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體（氧氣或氮?dú)獾榷栊詺怏w）吹走，切縫便產(chǎn)生了。脈沖激光適用于金屬材料,連續(xù)激光適用于非金屬材料,后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過材料表面，在極短時間內(nèi)將材料加熱到幾千至上萬攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質(zhì)從切縫中吹走，達(dá)到切割材料的目的。

該技術(shù)采用激光束照射到鋼板表面時釋放的能量來使不銹鋼熔化并蒸發(fā)。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率為500～2500瓦。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低，但是，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區(qū)域。能量的高度集中能夠進(jìn)行迅速局部加熱，使不銹鋼蒸發(fā)。此外，由于能量非常集中，所以，僅有少量熱傳到鋼材的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形。利用激光可以非常準(zhǔn)確地切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進(jìn)一步的處理。

激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運(yùn)動，從而形成一定形狀的切縫。從二十世紀(jì)七十年代以來隨著CO2激光器及數(shù)控技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，目前已成為工業(yè)上板材切割的一種先進(jìn)的加工方法。在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙炔火焰切割；對于薄板采用剪床下料，成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動剪。七十年代后，為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量，又推廣了氧乙烷精 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期，又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。

1.3激光切割技術(shù)的發(fā)展歷史

激光切割是激光加工行業(yè)中最量要的一項應(yīng)用技術(shù),由于具有諸多特點(diǎn),已廣泛地應(yīng)用于汽車、機(jī)車車輛制造、航空、化工、輕工、電器與電子、石油和冶金等工業(yè)部門。近年來，激光切割技術(shù)發(fā)展很快，國際上每年都以20％～30％的速度增長。我國自1985年以來，更以每年25％以上的速度增長。由于我國激光工業(yè)基礎(chǔ)較差，激光加工技術(shù)的應(yīng)用尚不普遍，激光加工整體水平與先進(jìn)國家相比仍有較大差距，相信隨著激光加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些障礙和不足會得到解決。激光切割技術(shù)必將成為21世紀(jì)不可缺少的重要的鈑金加工手段。激光切割加工廣闊的應(yīng)用市場，加上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得國內(nèi)外科技工作者對激光切割加工技術(shù)進(jìn)行不斷探入的研究，推動著激光切割技術(shù)不斷創(chuàng)新，激光切割技術(shù)的發(fā)展方向如下：

(1)伴隨著激光器向大功率發(fā)展以及采用高性能的CNC及伺服系統(tǒng),使用高功率的激光切割可獲得高的加工速度,同時減小熱影響區(qū)和熱畸變;所能夠切割的材料板厚也格進(jìn)一步地提高，高功率激光可以通過使用Q 開關(guān)或加載脈沖波，從而使低功率激光器產(chǎn)生出高功率激光。

(2)根據(jù)激光切割工藝參數(shù)的影響情況，改進(jìn)加工工藝，如：增加輔助氣體對切割熔渣的吹力；加入造渣劑提高熔體的流動性；增加輔助能源，并改善能量之間的耦合；以及改用吸收率更高的激光切割。

(3)激光切割將向高度自動化、智能化方向發(fā)展。將CAD/CAPP/CAM[4]以及人工智能運(yùn)用于激光切割，研制出高度自動化的多功能激光加工系統(tǒng)。

(4)根據(jù)加工速度自適應(yīng)地控制激光功率和激光模式或建立工藝數(shù)據(jù)庫和專家自適應(yīng)控制系統(tǒng)使得激光切割整機(jī)性能普遍提高。以數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)核心，面向通用化CAPP開發(fā)工具，對激光切割工藝設(shè)計所涉及的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立相適應(yīng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

(5)向多功能的激光加工中心發(fā)展，將激光切割、激光焊接以及熱處理等各 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

道工序后的質(zhì)量反饋集成在一起，充分發(fā)揮激光加工的整體優(yōu)勢。

(6)隨著Internet和WEB技術(shù)的發(fā)展，建立基于WEB的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，采用模糊推理機(jī)制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來自動確定激光切割工藝參數(shù)，并且能夠遠(yuǎn)程異地訪問和控別激光切割過程成了不可避免的趨勢。

(7)三維高精度大型數(shù)控激光切割機(jī)及其切割工藝技術(shù)，為了滿足汽車和航空等工業(yè)的立體工件切割的需要，三維激光切割機(jī)正向高效率、高精度、多功能和高適應(yīng)性方向民展，激光切割機(jī)器人的應(yīng)用范圍將會愈來愈大。激光切割正向著激光切割單元FMC、無人化和自動化方向發(fā)展。

2.激光切割的特點(diǎn)

2.1激光切割的總體特點(diǎn)

激光加工作為一種全新的加工方法，以其加工精確、快捷、操作簡單、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在皮革、紡織服裝行業(yè)內(nèi)逐漸得到廣泛的應(yīng)用。鐳射激光切割機(jī)與傳統(tǒng)的切割方式相比不僅價格低,消耗低.并且因為激光加工對工件沒有機(jī)械壓力,所以切割出來產(chǎn)品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且還具有操作安全,維修簡單等特點(diǎn).可連續(xù)24小時工作。用鐳射激光機(jī)切割出來的無塵布無紡布邊不發(fā)黃,自動收邊不散邊,不變形，不會發(fā)硬,尺寸一致且精確；可切割任意復(fù)雜形狀；效率高、成本低，電腦設(shè)計圖形,可切割任意形狀任各種大小的花邊。開發(fā)速度快：由于激光和計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，用戶只要在計算機(jī)上設(shè)計，即可實現(xiàn)激光雕刻輸出并且可隨時變換雕刻,可邊設(shè)計邊出產(chǎn)品。

激光切割是用聚焦鏡將激光束聚焦在材料表面，使材料熔化,同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料,并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運(yùn)動,從而形成一定外形的切縫。

1．精度高：定位精度0.05mm，重復(fù)定位精度0.02 mm 2．切縫窄：激光束聚焦成很小的光點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度，材料很快加熱至氣化程度，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。切口寬度一般為0.10～0.20mm。

3．切割面光滑：切割面無毛刺，切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以內(nèi)。遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

4．速度快：切割速度可達(dá)50m/min，最大定位速度可達(dá)70m/min，比線切割的速度快很多。

5．切割質(zhì)量好：無接觸切割，切邊受熱影響很小，基本沒有工件熱變形，完全避免材料沖剪時形成的塌邊，切縫一般不需要二次加工。

6．不損傷工件：激光切割頭不會與材料表面相接觸，保證不劃傷工件。7．不受被切材料的硬度影響：激光可以對布料，橡皮等柔軟材質(zhì)進(jìn)行加工，不管什么樣的硬度，都可以進(jìn)行無變形切割。

8．不受工件外形的影響：激光加工柔性好，可以加工任意圖形，可以切割管材及其它異型材。

9．可以對非金屬進(jìn)行切割加工：如塑料、木材、PVC、皮革、紡織品、有機(jī)玻璃等。

10．節(jié)約模具投資：激光加工不需模具，沒有模具消耗，無須修理模具，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，尤其適合大件產(chǎn)品的加工。

2.2 CO2激光切割技術(shù)的特點(diǎn)

1.切割質(zhì)量好

切口寬度窄（一般為0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距誤差0.1--0.4mm，輪廓尺寸誤差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra為12.5--25μm），切縫一般不需要再加工即可焊接。2.切割速度快

例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min；2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min，熱影響區(qū)小，變形極小。3.清潔、安全、無污染

大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當(dāng)然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點(diǎn)足以證明：CO2激光切割已經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法，特別是各種非金屬材料的切割。它是發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛的一種先進(jìn)加工方法。

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2.3半導(dǎo)體激光切割機(jī)

1簡介

半導(dǎo)體激光切割機(jī)采用半導(dǎo)體泵浦激光器，半導(dǎo)體泵浦激光器是近年來國際上發(fā)展最快，應(yīng)用較廣的新型激光器。該類型的激光器利用輸出固定波長的半導(dǎo)體激光器代替了傳統(tǒng)的氪燈或氙燈來對激光晶體進(jìn)行泵浦，從而取得了嶄新的發(fā)展，被稱為第二代的激光器。這是一種高效率、長壽命、光束質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)緊湊小型化的第二代新型固體激光器，目前在空間通訊，光纖通信，大氣研究，環(huán)境科學(xué)，醫(yī)療器械，光學(xué)圖象處理，激光打印機(jī)等高科技領(lǐng)域有著獨(dú)具特色的應(yīng)用前景。

2特點(diǎn)

1、采用半導(dǎo)體泵浦源和德國高速標(biāo)記振鏡頭，光電轉(zhuǎn)化效率高、光束質(zhì)量好。

2、采用全數(shù)字化激光標(biāo)記和獨(dú)特的激光選模及深雕技術(shù)，確保了設(shè)備具有極高的穩(wěn)定性、精確性和友好的操作性。并可選配自動測焦和調(diào)焦系統(tǒng)，滿足精確切割和多樣化打標(biāo)需求。

3、周到的防護(hù)設(shè)計：缺水保護(hù)，激光諧振腔光路和激光腔腔體雙重密封，防潮裝置，防長出光裝置。

4、多樣的外圍裝置設(shè)計：自動上、下料系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)標(biāo)記轉(zhuǎn)臺，排風(fēng)除塵系統(tǒng)，激光防護(hù)罩及燈光警示裝置。

5、光路預(yù)覽功能，焦點(diǎn)指示功能：在激光的光軸上疊加了可見紅光，用于指示激光束的位置，實現(xiàn)對打標(biāo)范圍的預(yù)覽。增加了指示對焦紅光，直觀方便的實現(xiàn)了對焦功能。

半導(dǎo)體激光切割機(jī)GDBEC-130250，選用進(jìn)口半導(dǎo)體泵浦源和德國高速標(biāo)記振鏡頭，光電轉(zhuǎn)化效率高，光束質(zhì)量好，可在金屬、非金屬等各類固性材料上進(jìn)行精確、快速的打標(biāo)和劃線，并可根據(jù)加工材料厚度，調(diào)整激光焦距，確保加工的最佳效果。適用于各類普通金屬及合金（鐵、銅、鋁、鎂、鋅等所有金屬）、稀有金屬及合金（金、銀、鈦）、金屬氧化物、ABS料（電器用品外殼、日用品）、油墨（透光按鍵、印刷制品），環(huán)氧樹脂（電子元件的封裝、絕緣層）等材料。

2.4光纖激光切割機(jī)

1簡介 遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

光纖激光切割機(jī)是利用光纖激光發(fā)生器作為光源的激光切割機(jī)。光纖激光器是國際上新發(fā)展的一種新型光纖激光器輸出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超細(xì)焦點(diǎn)光斑照射的區(qū)域瞬間熔化和氣化，通過數(shù)控機(jī)械系統(tǒng)移動光斑照射位置而實現(xiàn)自動切割。同體積龐大的氣體激光器和固體激光器相比具有明顯的優(yōu)勢，已逐漸發(fā)展成為高精度激光加工、激光雷達(dá)系統(tǒng)、空間技術(shù)、激光醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的重要候選者。

光纖激光切割機(jī)它既可做平面切割,也可做斜角切割加工,且邊緣整齊、平滑,適用于金屬板等高精度的切割加工，同時加上機(jī)械臂可以進(jìn)行三維切割代替原本進(jìn)口的五軸激光。比起普通二氧化碳激光切割機(jī)更節(jié)省空間和氣體消耗量，光電轉(zhuǎn)化率高，是節(jié)能環(huán)保的新產(chǎn)品，也是世界上領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品之一。2光纖激光切割機(jī)較CO2激光切割機(jī)的優(yōu)勢：

1）卓越的光束質(zhì)量：聚焦光斑更小，切割線條更精細(xì)，工作效率更高，加工質(zhì)量更好；

2）極高的切割速度：是同等功率CO2激光切割機(jī)的2倍；

3）極高的穩(wěn)定性：采用世界頂級的進(jìn)口光纖激光器，性能穩(wěn)定，關(guān)鍵部件使用壽命可達(dá)10萬小時；

4）極高的電光轉(zhuǎn)換效率：光纖激光切割機(jī)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)30%左右，是CO2激光切割機(jī)高3倍，節(jié)能環(huán)保；

5）極低的使用成本：整機(jī)耗電量僅為同類CO2激光切割機(jī)的20-30%； 6）極低的維護(hù)成本：無激光器工作氣體；光纖傳輸，無需反射鏡片；可節(jié)約大量維護(hù)成本；

7）產(chǎn)品操作維護(hù)方便：光纖傳輸，無需調(diào)整光路；

8）超強(qiáng)的柔性導(dǎo)光效果：體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，易于柔性加工要求。

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當(dāng)然了，與二氧化碳激光切割機(jī)相比，光纖的切割范圍相對狹窄。因為波長的原因，其只能切金屬材料，對非金屬不容易被其吸收，從而影響其切割范圍。3與YAG激光切割機(jī)相比的優(yōu)勢：

1）切割速度：光纖激光切割機(jī)的速度是YAG的4-5倍，適用于大量加工與生產(chǎn)

2）使用成本：光纖激光切割機(jī)的使用成本比YAG固體激光切割更少 3）光電轉(zhuǎn)換效率：光纖激光切割機(jī)的光電轉(zhuǎn)換效率是YAG的10倍左右 相應(yīng)的光纖激光器的價格較高，所以光纖激光切割機(jī)價高比之YAG激光切割機(jī)要高出不少，但比二氧化碳激光切割機(jī)要低很多。但其性比價確實三者中最高的。

3.激光切割技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

激光切割的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛, 比如汽車行業(yè)、計算機(jī)、電氣機(jī)殼、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的欽合金等等。近年來, 激光切割的新應(yīng)用層出不窮, 令人耳目一新。

3.1激光切割技術(shù)的市場現(xiàn)狀

我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，雖然是一個初步發(fā)展，但在國際科技帶領(lǐng)下已經(jīng)完成了飛躍的發(fā)展，并且比同等質(zhì)量有一個高階段的突出。以激光切割機(jī)來講，市場的需求高達(dá)千萬，為廣闊的市場添加了新的生機(jī)。自從60年代第一臺激光設(shè)備的誕生和應(yīng)用開始，我國就有多位專家在激光行業(yè)付出了努力，并達(dá)到了國際一個微小的差值。在激光行業(yè)的發(fā)展同時，激光成套工業(yè)設(shè)備也進(jìn)入了生產(chǎn)的市場，擺脫了長期依靠國外的局面，解決了國內(nèi)激光行業(yè)的尷尬局面。

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國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，成為激光市場的高產(chǎn)業(yè)支柱，并且可以達(dá)到每年20%以上的增長速，成為全球激光市場的一個新起點(diǎn)，根據(jù)專家預(yù)測，國內(nèi)的激光市場仍處于高速的增長階段，在未來可以在進(jìn)行翻倍的增加，來最大的擴(kuò)充激光切割設(shè)備的市場，填補(bǔ)國內(nèi)空白，將國內(nèi)高端激光設(shè)備擺脫受困的狀態(tài)，成為國際上的頂梁柱。目前國內(nèi)的激光產(chǎn)業(yè)主要在深圳、武漢兩地聚集，其中深圳是國內(nèi)的重要銷售市場，并且以多年的發(fā)展經(jīng)驗，領(lǐng)先了其他區(qū)域。

激光切割指采用激光發(fā)射性光束在產(chǎn)品上面打孔，根據(jù)水平移動來對應(yīng)產(chǎn)生的縫隙稱為激光切割，激光可以在多產(chǎn)品材料上面切割，如亞克力、刀模板、布料、皮革等行業(yè)都能運(yùn)用激光進(jìn)行切割，因此激光切割是一種在多行業(yè)切割的新型方案。對于這樣一種新型的切割方法，相對于傳統(tǒng)切割有著什么樣的優(yōu)勢呢，下面光博士帶您分析下。

激光是利用物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生光，這種光帶有強(qiáng)烈的溫度，在接觸材料時候，能夠迅速的在材料表面融化，形成打孔，根據(jù)對位對點(diǎn)的移動形成了切割，因此這樣的一種切割方法相對于傳統(tǒng)的切割方法，縫隙更小，更能夠省去大部分材料，然而根據(jù)切割效果來定義分析，根據(jù)激光進(jìn)行切割的材料，其切割效果能夠滿意，精準(zhǔn)度又高，這是繼承了激光的優(yōu)勢，也是普通切割方式不能夠媲美的。

相對于傳統(tǒng)切割方式中，激光切割更易懂、易學(xué)、在商家需求的加工效果，速度方面都有著絕對的優(yōu)勢，因此相信在未來的切割方式選擇中，激光切割機(jī)將是大眾的需求。

激光切割加工是指采用激光設(shè)備來給產(chǎn)品進(jìn)行加工，這種模式是針對那種初入激光行業(yè)，并且小型的加工戶，然而這種模式在現(xiàn)今的社會都不提倡了，因為激光設(shè)備的價格不再是那種高高在上的設(shè)備了，完美的技術(shù)發(fā)展，優(yōu)良的加工精細(xì)，使得現(xiàn)今的激光設(shè)備不再是那樣的昂貴，因為它們的設(shè)備有針對行業(yè)性的，這樣能夠省去了以往那種高貴的大功率設(shè)備加工，現(xiàn)今的小功率設(shè)備也能進(jìn)行加工了，這讓這些想購買激光切割機(jī)的加工不在需要借用他人的設(shè)備進(jìn)行加工了，激光切割加工模式逐漸被取代了，這是必然性。

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下面分析下激光切割市場以及加工效果，在激光切割市場，凡事了解一點(diǎn)的都清楚，激光切割能夠加工多行業(yè)，然而需要購買加工多行業(yè)的設(shè)備，價格是不菲的，然而如果購買的是單行業(yè)，如刀模激光切割機(jī)、皮革激光切割機(jī)等，這些針對行業(yè)的設(shè)備，價格就不是那樣昂貴了，這就是未來的市場，在其加工效果方面，單行業(yè)的加工效果，肯定針對單行業(yè)其功能是最好的，能夠滿足此行業(yè)的要求，這些在這些行業(yè)設(shè)備介紹中，光博士有提到，因此在如果想采用激光切割加工的商戶們，不妨去嘗試著使用激光切割設(shè)備直接自己購買進(jìn)行加工，這樣能夠幫助你實現(xiàn)以及解決很多的問題！

3.2激光切割技術(shù)的應(yīng)用

大多數(shù)激光切割機(jī)都由數(shù)控程序進(jìn)行控制操作或做成切割機(jī)器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。

激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進(jìn)行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復(fù)雜，批量不大,一般厚度；12mm的低碳鋼、；6mm厚的不銹鋼，以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產(chǎn)品有：自動電梯結(jié)構(gòu)件、升降電梯面板、機(jī)床及糧食機(jī)械外罩、各種電氣柜、開關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大電機(jī)硅鋼片等。遼寧科技大學(xué)學(xué)生論文

裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標(biāo)記、字體等。如藝術(shù)照相冊的圖案，公司、單位、賓館、商場的標(biāo)記，車站、碼頭、公共場所的中英文字體。

要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版，它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為0.7~0.8mm的槽，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機(jī)上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內(nèi)近幾年來應(yīng)用的一個新領(lǐng)域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進(jìn)入抽油泵，在壁厚為6~9mm的合金鋼管上切出0.3mm寬的均勻切縫，起割穿孔處小孔直徑不能大于0.3mm，切割技術(shù)難度大，已有不少單位投入生產(chǎn)。

國外除上述應(yīng)用外，還在不斷擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。

⑴采用三維激光切割系統(tǒng)或配置工業(yè)機(jī)器人，切割空間曲線，開發(fā)各種三維切割軟件，以加快從畫圖到切割零件的過程。

⑵為了提高生產(chǎn)效率，研究開發(fā)各種專用切割系統(tǒng)，材料輸送系統(tǒng)，直線電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)等，如今切割系統(tǒng)的切割速度已超過100m/min。

⑶為擴(kuò)展工程機(jī)械、造船工業(yè)等的應(yīng)用，切割低碳鋼厚度已超過30mm，并特別注意研究用氮?dú)馇懈畹吞间摰墓に嚰夹g(shù)，以提高切割厚板的切口質(zhì)量。因此在中國擴(kuò)大CO2激光切割的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，解決新的應(yīng)用中一些技術(shù)難題仍然是工程技術(shù)人員的重要課題。

結(jié)論

激光從提出到變?yōu)楝F(xiàn)實的發(fā)展史用了幾十年，從初生到今天無處不再又是幾十年，激光及應(yīng)用實際上是隨著社會需求的進(jìn)步而得以發(fā)展。激光的出現(xiàn)和發(fā)展又帶動了光學(xué)，實驗等學(xué)科的發(fā)展。從社會角度看，激光的產(chǎn)生改變了人們的生活，使之更加方便快捷。隨著科技的發(fā)展，激光技術(shù)必將得到更加廣泛的應(yīng)用于我們世界的各個方面，使人類的科技不斷進(jìn)步。我也堅信，我國的激光技術(shù)也將會達(dá)到世界領(lǐng)先的水平，為我國各行各業(yè)的發(fā)展提供有利的條件！

參考文獻(xiàn)

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第四篇：激光切割(鈑金加工,鈑金件加工)適用于哪些材料

激光切割（鈑金加工，鈑金件加工）適用于哪些材料

有哪些材料適用于激光切割（鈑金加工，鈑金件加工）呢？現(xiàn)在就由我司佛山華銳達(dá)激光切割有限公司詳細(xì)為大家說明：

結(jié)構(gòu)鋼

該材料用氧氣切割時會得到較好的結(jié)果。當(dāng)用氧氣作為加工氣體時，切割邊緣會輕微氧化。對于厚度達(dá)4mm的板材，可以用氮?dú)庾鳛榧庸怏w進(jìn)行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會被氧化。厚度在10mm以上的板材，對激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面涂油可以得到較好的效果。

不銹鋼

切割不銹鋼需要：使用氧氣，在邊緣氧化不要緊的情況下；使用氮?dú)庖缘玫綗o氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會得到更好的穿孔效果，而不降低加工質(zhì)量。

鋁

盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這取決于合金類型和激光器能力。當(dāng)用氧切割時，切割表面粗糙而堅硬。用氮?dú)鈺r，切割表面平滑。純鋁因為其高純非常難切割，只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割鋁材。否則反射會毀壞光學(xué)組件。

鈦

鈦板材用氬氣和氮?dú)庾鳛榧庸怏w來切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。

銅和黃銅

兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度1mm以下的黃銅可以用氮?dú)馇懈?；厚?mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割銅和黃銅。否則反射會毀壞光學(xué)組件。

激光切割質(zhì)量好，切割速度快，所以在我國發(fā)展速度很快！

第五篇：如何最大限度保證激光切割質(zhì)量

激光切割

發(fā)布日期：2011-10-14 點(diǎn)擊次數(shù)：378 字體顯示：【大】 【中】 【小】

在使用激光切割機(jī)的過程中，如何最大限度保證激光切割質(zhì)量呢？華工激光法利萊提示您，切割速度、焦點(diǎn)位置的調(diào)整、輔助氣體壓力、激光輸出功率和工件特性等是幾大影響激光切割質(zhì)量的主要因素。除此之外，工件夾緊裝置對保證切割質(zhì)量也至關(guān)重要，因為在激光切割過程中，熱和應(yīng)力釋放遍及整個工件，為此必須考慮采用相適應(yīng)的固定工件方法，以避免引起工件移動，影響切割工件尺寸的準(zhǔn)確性。

華工激光法利萊激光切割機(jī)

一、切割速度對切割質(zhì)量的影響

對給定的激光功率密度和材料，切割速度符合于一個經(jīng)驗式，只要在通閾值以上，材料的切割速度與激光功率密度成正比，即增加功率密度可提高切割速度。這里所指的功率密度不但與激光輸出功率有關(guān)，而且與光束質(zhì)量模式有關(guān)。另外，光束聚焦系統(tǒng)的特征，即聚焦后的光斑大小也對激光切割有很大的影響。

切割速度與被切割材料的密度（比重）和厚度成反比。

當(dāng)其他參數(shù)保持不變，提高切割速度的因素是：提高功率（在一定范圍內(nèi)，如500～2 000W）；改善光束模式（如從高階模到低階模直至TEM00）；減小聚焦光斑尺寸（如采用短焦距透鏡聚焦）；切割低起始蒸發(fā)能的材料（如塑料、有機(jī)玻璃等）；切割低密度材料（如白松木等）；切割薄型材料。

特別對金屬材料而言，在其他工藝變量保持恒定的情況下，激光切割速度可以有一個相對調(diào)節(jié)范圍而仍能保持較滿意的切割質(zhì)量，這種調(diào)節(jié)范圍在切割薄金屬時顯得比厚件稍寬。有時，切割速度偏慢也會導(dǎo)致排出熱融材料燒蝕口表面，使切面很粗糙。

二、焦點(diǎn)位置調(diào)整對切割質(zhì)量的影響

由于激光功率密度對切割速度影響很大，透鏡焦長的選擇是個重要問題。激光束聚焦后光斑大小與透鏡焦長成正比，光束經(jīng)短焦長透鏡聚焦后光斑尺寸很小，焦點(diǎn)處功率密度很高，對材料切割很有利；但它的缺點(diǎn)是焦深很短，調(diào)節(jié)余量小，一般比較適用于高速切割薄型材料。由于長焦長透鏡有較寬焦深，只要具有足夠功率密度，比較適合切割厚工件。

在確定使用何種焦長的透鏡以后，焦點(diǎn)與工件表面的相對位置對保證切割質(zhì)量尤為重要。由于焦點(diǎn)處功率密度最高，大多數(shù)情況下，切割時焦點(diǎn)位置剛處在工件表面，或稍微在表面以下。在整個切割過程中，確保焦點(diǎn)與工件相對位置恒定是獲得穩(wěn)定的切割質(zhì)量的重要條件。有時，透鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起焦長變化，這就需要及時調(diào)整焦點(diǎn)位置。

當(dāng)焦點(diǎn)處于最佳位置時，割縫最小、效率最高，最佳切割速度可獲得最佳切割結(jié)果。

在大多數(shù)應(yīng)用情況下，光束焦點(diǎn)調(diào)整到剛處于噴嘴下。噴嘴與工件表面間距一般為1.5mm左右。

三、輔助氣體壓力對切割質(zhì)量的影響

一般情況下，材料切割都需要使用輔助氣體，問題主要牽涉到輔助氣體的類型和壓力。通常，輔助氣體與激光束同軸噴出，保護(hù)透鏡免受污染并吹走切割區(qū)底部熔渣。對非金屬材料和部分金屬材料，使用壓縮空氣或惰性氣體，清除融化和蒸發(fā)材料，同時抑制切割區(qū)過度燃燒。

對大多數(shù)金屬激光切割則使用活性氣體（只要是O2），形成與熾熱金屬發(fā)生氧化放熱反應(yīng)，這部分附加熱量可提高切割速度1/3～1/2。

在確保輔助氣體前提下，氣體壓力大小是個極為重要的因素。當(dāng)高速切割薄型材料時，需要較高的氣體壓力以防止切口背面粘渣（熱粘渣到工件上還會損傷切邊）。當(dāng)材料厚度增加或切割速度較慢時則氣體壓力宜適當(dāng)降低，為了防止塑料切邊霜化，也以較低氣體壓力切割為好。

激光切割實踐表明，當(dāng)輔助氣體為O2時，它的純度對切割質(zhì)量有明顯影響。O2純度降低2%會降低50%的切割速度，并導(dǎo)致切口質(zhì)量顯著變差。

四、激光輸出功率對切割質(zhì)量的影響

對連續(xù)波輸出的激光器來說，激光功率大小和模式好壞都會對切割發(fā)生重要影響。實際操作時，常常設(shè)置最大功率以獲得較高的切割速度，或用以切割較厚材料。但光束模式（光束能量在橫斷面上的分布）有時顯得更加重要，而且，當(dāng)提高輸出功率時，模式常隨之稍有變差。常可發(fā)現(xiàn)，在小于最大功率狀況下焦點(diǎn)處卻獲得最高功率密度，并獲得最佳切割質(zhì)量。在激光器整個有效工作壽命期間，模式并不一致。光學(xué)元件的狀況、激光工作混合氣體細(xì)微的變化和流量波動，都會影響模式機(jī)構(gòu)。

綜上所述，雖然影響激光切割的因素較為復(fù)雜，但切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體壓力和激光功率及模式結(jié)構(gòu)是4個最重要的變量。在切割過程中，如發(fā)現(xiàn)切割質(zhì)量明顯變差，就首先要檢查以上討論的因素并及時加以調(diào)控。

五、工件特性對切割質(zhì)量的影響

對激光切割質(zhì)量甚至能否切割影響最大的有如下因素：

1.材料表面反射率

對CO2激光器發(fā)射出的10.6mm遠(yuǎn)紅外光束來說，非金屬材料對它吸收較好，即具有高的吸收率，面金屬材料則對10.6mm光束吸收較差，特別是具有高反射率的金、銀、銅和鋁金屬等，對這類材料一般不適宜用CO2激光束，特別是連續(xù)波光束來切割。對鋁、銅金屬而言，要形成足夠的起始功率一般需要3kW以上，以獲得穿透效果所需要的初始小孔。

黑色金屬鋼鐵類材料及鎳、鈦等對10.6mm的CO2光束有一定吸收率，特別是當(dāng)材料表面加熱到一定溫度或氧化膜以后，其吸收率還會大幅度提高，從而獲得較好的切割效果。

對不透明材料，吸收率＝（1－反射率），與材料表面狀態(tài)、溫度及波長有關(guān)。

材料對光束的吸收率大小在加熱起始階段具有重要作用，但一旦工件內(nèi)部小孔形成，小孔的黑體效應(yīng)使材料對光束的吸收率接近100%。

2.材料表面狀態(tài)

材料的表面狀態(tài)直接影響對光束的吸收，尤其是表面粗糙度和表面氧化層會造成表面吸收率的明顯變化。在激光切割實踐中，有時可利用材料表面狀態(tài)對光束吸收率的影響來改善材料的切割性能。

六、其他因素對切割質(zhì)量的影響

1.割炬和噴嘴的影響

割炬的設(shè)計和制造對獲得良好切割質(zhì)量產(chǎn)生著重要影響，特別是噴嘴。

噴嘴如選用不當(dāng)或維護(hù)不善易造成污染或損傷，或者由于噴嘴口的圓度不好或因熱金屬飛濺引起局部堵塞，都會在噴嘴中形成渦流，導(dǎo)致切割性能明顯變差。有時，噴嘴口與聚焦光束不同軸，形成光束剪切噴嘴邊緣，也會影響切邊質(zhì)量，增加切縫寬度和使切割尺寸錯位。

對噴嘴來說，要特別注意兩個問題。

（1）噴嘴直徑的影響。噴嘴口大小對切割速度有一定的影響，噴嘴口大小也影響出口處壓力分布。噴嘴直徑增加，由于噴氣流對切割區(qū)母材的強(qiáng)烈冷卻作用使熱影響區(qū)變窄，但也會導(dǎo)致切縫過寬，而噴嘴大小會引起準(zhǔn)直困難，噴嘴口有被光束削截的危險，而且，切縫過窄，在高的切割速度下會阻礙熔渣的順利排出。

（2）噴嘴與工件表面間距的影響。噴嘴與工件間距直接影響噴嘴氣流與工件切縫的耦合。噴嘴口太靠近工件表面，對透鏡會產(chǎn)生強(qiáng)烈的返回壓力，減弱了對濺散切割產(chǎn)物質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)散能力，對切割質(zhì)量有不利影響，但距離太遠(yuǎn)又會造成不必要的動能損失，對有效切割也不利。一般，噴口與工件間距控制在1～2mm為宜，現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)的割炬都配有電感或電容式傳感器反饋裝置，以自動調(diào)節(jié)兩者距離在預(yù)先設(shè)定的高度范圍內(nèi)。

2.外光路系統(tǒng)的影響

激光器射出的原始光束是經(jīng)過外光路系統(tǒng)的傳輸（包括反射和透射），以極高的功率密度準(zhǔn)確地照射到工件的表面。

外光路系統(tǒng)的光學(xué)元件應(yīng)定期檢查、及時調(diào)整，確保當(dāng)切割炬在工件上方運(yùn)行時，光束正確地傳輸?shù)酵哥R中心并聚焦成很小的光點(diǎn)，對工件進(jìn)行高質(zhì)量切割。一旦其中任何一光學(xué)元件位置發(fā)生變化或受到污染，都會影響切割質(zhì)量，甚至造成切割不能進(jìn)行。

外光路鏡片受到氣流中雜質(zhì)污染和切割區(qū)飛濺質(zhì)點(diǎn)粘結(jié)，或者鏡片冷卻不足，都會使鏡片發(fā)生過熱，影響光束能量傳輸。引起光路準(zhǔn)直度飄移而導(dǎo)致嚴(yán)重后果，透鏡過熱還會產(chǎn)生焦點(diǎn)失真，甚至危及透鏡本身。

光學(xué)元件一旦受到污染甚至粘上切割產(chǎn)物小質(zhì)點(diǎn)，對它的清理是個極為重要而往往會被忽視的問題，下面列出一些清洗要點(diǎn)：

（1）透鏡的清洗：把擦鏡頭紙彎成幾折，用幾滴分析純丙酮浸濕；用浸濕的鏡頭紙輕輕擦拭鏡頭表面，注意不能用手指壓鏡片；反復(fù)幾次，直到鏡片表面清潔、沒有污垢和殘存痕跡留在鏡面；用干空氣吹干；必要時可把用幾滴丙酮弄濕的鏡頭紙卷成桿，輕輕地擦洗鏡片表面，以去除重污滴。

要注意的是丙酮易從空氣中吸收潮氣和水分污染丙酮本身，所以要蓋緊丙酮瓶，千萬不要將清洗后剩下的丙酮液倒回到新的丙酮瓶中。

（2）反射鏡鏡片的清洗：從鏡架上拆除鏡片；鏡面朝上，把鏡頭紙放在鏡面上；在鏡頭紙上滴幾滴丙酮，并輕拉鏡頭紙撩過鏡面；反復(fù)上述工序，直至鏡面清潔，無污穢和殘漬留在鏡面； 再把鏡片裝入鏡座。

如果采用鉬鏡作反射鏡，因為它不能鍍層，拋光后即可直接使用，所以它可用水（肥皂水或含洗潔精的水）清洗鏡面。但其他表面有鍍層的鏡片不能用水清洗，因為很多鍍層溶解于水，鏡片將遭破壞。

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影響激光切割機(jī)精度的幾大因素

發(fā)布日期：2012-02-23 點(diǎn)擊次數(shù)：64 字體顯示：【大】 【中】 【小】

切割精度是衡量激光切割機(jī)好壞的一個重要組成部分，但是華工激光法利萊提醒您，激光切割精度也不完全取決于設(shè)備本身，而是由多方面因素組成，主要有以下幾大因素：

1、激光束通過聚焦后的光斑的大小

激光束聚集后的光斑越小，切割精度越高，特別是切縫較小，最小的光斑可達(dá)0.01mm。

2、工作臺的走位精度決定著切割的重復(fù)精度

工作臺精度越高，切割的精度越高。

3、工件厚度越大，精度越低，切縫越大。

由于激光光束為錐形，切縫也是錐形，厚度0.3MM的不銹鋼比2MM的切縫小的多。

4、工件材質(zhì)對激光切割精度有一定影響。

同樣情況下，不銹鋼要比鋁的切割精度高，切面光滑一些。

激光切割的原理

作者：管理員 發(fā)布于：2011-06-24 12:16:09 文字：【大】【中】【小】 摘要： 激光切割

激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度光束照射工件，材料吸收激光能，溫度急劇升高，工件表面開始熔化或氣化，并吹入活性氣體助燃。隨著激光束與工件的相對運(yùn)動，在工件上形成切縫。激光照射工件表面時，一部分光被吸收，另一部分光被工件反射。吸收部分轉(zhuǎn)化為熱能，使工件表面溫度急劇升高，材料熔化、氣化，產(chǎn)生黑洞效應(yīng)，使材料吸收率提高，迅速加熱切割區(qū)材料。此時吹氧可以助燃，并提供大量熱能，使切割速度提高，還可吹走熔渣，保護(hù)和冷卻鏡頭。

激光切割有很多特點(diǎn)：激光可切割特硬、特脆和特軟材料；切縫寬度很窄；切割表面光潔；切割表面熱影響層淺，表面應(yīng)力??；切割速度快，熱影響區(qū)??；適合加工板材。