激光切割原理

激光有多种用途。 它们的一种使用方法是切割金属板。 在低碳钢、不锈钢和铝板上，激光切割工艺精度高、切割质量优良、切缝宽度很小、热影响区小，可以切割非常复杂的形状和小孔。 大多数人已经知道“LASER”这个词实际上是 Light Amplification by Stimulated Emission of Emission 的缩写。 但光是如何穿透钢板的呢？

激光束是一串具有单一波长或颜色的非常高强度的光。 对于典型的 CO2 激光器，该波长位于光谱的红外部分，因此人眼看不见。 当光束从产生光束的激光谐振器穿过机器的光束路径时，光束的直径仅为约 3/4 英寸。 在最终聚焦在板上之前，它可能会被许多镜子或“光束弯曲器”向不同方向反射。 聚焦的激光束在击中板材之前穿过喷嘴的孔。 压缩气体例如氧气或氮气也流过喷嘴孔。

激光束的聚焦可以通过激光切割头中的特殊透镜或曲面镜来完成。 光束必须精确聚焦，以便聚焦点的形状和该点的能量密度是完美的圆形且一致，并且位于喷嘴的中心。 通过将大光束聚焦到一个精确的点上，该点的热密度非常高。 考虑使用放大镜将太阳光线聚焦到树叶上，以及这如何引发火灾。 现在考虑将 6 千瓦的能量集中到一个点，您可以想象该点会变得多么热。

高功率密度导致材料快速加热、熔化以及部分或完全汽化。 切割低碳钢时，激光束足够热以启动典型的“氧燃料”燃烧过程，并且激光切割气体将是纯氧，就像氧燃料割炬一样。 切割不锈钢或铝时，激光束只是熔化材料，然后使用高压氮气将熔化的金属从切口中吹出。

在数控激光切割机上，通过在金属板上移动激光切割头，将零件切割成所需零件的形状。 电容式高度控制系统可在喷嘴末端和被切割的电路板之间保持非常精确的距离。 这个距离很重要，因为它决定了焦点相对于板表面的位置。 从板的正上方、表面或正下方升高或降低焦点会影响切割质量。

还有许多其他参数会影响切割质量，但当所有参数都得到适当控制时，激光切割是一种稳定、可靠且非常精确的切割工艺。