湖南(nán)激光切割的這些基礎知(zhī)識，你要掌握！
早在上世紀 70 年代，激光就被用于切割。在現代工(gōng)業生(shēng)産中(zhōng)，激光切割更被廣泛應用于钣金，塑料、玻璃、陶瓷、半導體(tǐ)以及紡織品、木材和紙(zhǐ)質等材料加工(gōng)。
未來幾年裏，激光切割在精密加工(gōng)和微加工(gōng)領域的應用同樣會獲得實質的增長。
激光切割
當聚焦的激光束照到工(gōng)件上時，照射區域會急劇升溫以使材料熔化或者氣化。一(yī)旦激光束穿透工(gōng)件，切割過程就開(kāi)始了：激光束沿着輪廓線移動，同時将材料熔化。通常會用一(yī)股噴射氣流将熔融物(wù)從切口吹走，在切割部分(fēn)和闆架間留下(xià)一(yī)條窄縫，窄縫幾乎與聚焦的激光束等寬。
火(huǒ)焰切割
火(huǒ)焰切割是切割低碳鋼時采用的一(yī)種标準工(gōng)藝，采用氧氣作爲切割氣體(tǐ)。氧氣加壓到高達 6 bar 後吹進切口。在那裏，被加熱的金屬與氧氣發生(shēng)反應：開(kāi)始燃燒和氧化。化學反應釋放(fàng)大(dà)量的能量（達到激光能量的五倍）輔助激光束進行切割。
熔化切割
熔化切割是切割金屬時使用的另一(yī)種标準工(gōng)藝。也可以用于切割其他可熔材料，例如陶瓷。
采用氮氣或者氩氣作爲切割氣，氣壓 2-20 bar 的氣體(tǐ)吹過切口。氩氣和氮氣是惰性氣體(tǐ)，這意味着它們不和切口中(zhōng)的熔化金屬發生(shēng)反應，僅僅将它們向底部吹走。同時，惰性氣體(tǐ)可以保護切割邊緣不被空氣氧化。
壓縮空氣切割
壓縮空氣同樣可以用來切割薄闆。空氣加壓到 5-6 bar 就足以吹走切口中(zhōng)的熔融金屬。由于空氣中(zhōng)接近 80% 都是氮氣，因此壓縮空氣切割基本上屬于熔化切割。
等離(lí)子體(tǐ)輔助切割
如果參數選擇恰當，等離(lí)子體(tǐ)輔助熔化切割切口中(zhōng)會出現等離(lí)子體(tǐ)雲。等離(lí)子體(tǐ)雲由電離(lí)的金屬蒸氣和電離(lí)的切割氣組成。等離(lí)子體(tǐ)雲吸收 CO2 激光的能量并轉化進工(gōng)件，使更多的能量耦合到工(gōng)件，材料會更快熔化，從而使切割速度更快。因此，這種切割過程也叫高速等離(lí)子體(tǐ)切割。
等離(lí)子體(tǐ)雲事實上相對于固體(tǐ)激光是透明的，因此等離(lí)子體(tǐ)輔助熔化切割隻能使用 CO2激光。
氣化切割
氣化切割将材料蒸發，盡可能減小(xiǎo)了對周圍材料的熱效應影響。采用連續 CO2 激光加工(gōng)蒸發低熱量、高吸收的材料就可以達到上述效果，例如薄的塑料薄膜以及木材、紙(zhǐ)、泡沫等不熔化的材料。
超短脈沖激光使這項技術可以應用于其他材料。金屬中(zhōng)的自由電子吸收激光并劇烈升溫。激光脈沖不與熔融的粒子和等離(lí)子體(tǐ)反應，材料直接升華，沒有時間将能量以熱量的形式傳給周圍材料。皮秒脈沖燒蝕材料時沒有明顯的熱效應，沒有熔化和毛刺形成。
許多參數影響激光切割過程，其中(zhōng)一(yī)些取決于激光器和機床的技術性能，而另一(yī)些是變化的。
偏振度
偏振度表明多少百分(fēn)比的激光被轉換。典型的偏振度一(yī)般在 90% 左右。這對于高質量的切割已經足夠了。
焦點直徑
焦點直徑影響切口寬度，可以通過改變聚焦鏡的焦距改變焦點直徑。更小(xiǎo)的焦點直徑意味着更窄的切口。
焦點位置
焦點位置決定了工(gōng)件表面上的光束直徑和功率密度以及切口的形狀。
激光功率
激光功率應和加工(gōng)類型、材料種類和厚度相匹配。功率要足夠高以至于工(gōng)件上的功率密度超出加工(gōng)阈值。
工(gōng)作模式
連續模式主要用于切割毫米到厘米尺寸的金屬和塑料的标準輪廓。而爲了熔化穿孔或者産生(shēng)精密的輪廓，則采用低頻(pín)的脈沖激光。
切割速度
激光功率和切割速度要互相匹配。太快或者太慢(màn)的切割速度都會導緻粗糙度的增加和毛刺的形成。
噴嘴直徑
噴嘴的直徑決定了從噴嘴中(zhōng)噴出的氣體(tǐ)流量和氣流形狀。材料越厚，氣體(tǐ)噴流的直徑也要越大(dà)，相應地，噴嘴口的直徑也要增大(dà)。
氣體(tǐ)純度和氣壓
氧氣和氮氣經常用作切割氣體(tǐ)。氣體(tǐ)的純度和氣壓影響切割效果。
采用氧氣火(huǒ)焰切割時，氣體(tǐ)純度需達到 99.95 %。鋼闆越厚，采用的氣體(tǐ)氣壓越低。
采用氮氣熔化切割時，氣體(tǐ)純度需要達到 99.995 %（理想情況是 99.999 %），熔化切割厚鋼闆時需要更高的氣壓。
技術參數表
在激光切割早期，使用者要通過試運轉自行決定加工(gōng)參數的設置。現在，成熟的加工(gōng)參數被存儲在切割系統的控制裝置中(zhōng)。對于每一(yī)種材料類型和厚度，都有對應的數據。技術參數表使得即使不熟悉這種技術的人也能順利操作激光切割設備。
激光切割質量評價因素
有許多判定激光切割邊緣質量的标準。像毛刺形式、凹陷、紋路等标準可以用肉眼判定；垂直度、粗糙度和切口寬度等則需要采用專業儀器來測量。材料沉積，腐蝕，熱影響區域和變形也是衡量激光切割質量的重要因素。
廣闊的前景
湖南(nán)激光切割的持續成功，是其他大(dà)多數加工(gōng)難以企及的。這種趨勢現在仍在繼續。在未來，激光切割的應用前景也将越來越廣闊。
