钢板激光切割加工的原理是什么?
更新时间:2024-10-21 关注:7
钢板激光切割加工是一种利用高能量激光束对材料进行切割的工艺。其工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. **光束产生**:激光切割机内的激光器产生一束高功率的激光,这束激光具有单一的波长和高度的相干性。在典型的CO2激光器中,激光的波长位于红外光谱范围内,肉眼不可见。
2. **光束聚焦**:激光束通过一系列的反射镜或透镜进行传导和聚焦,在切割头上聚焦到一个非常小的点上。这个聚焦的光点具有极高的能量密度,足以使材料迅速熔化或汽化。
3. **局部加热**:当聚焦的激光束照射到钢板上时,会迅速将材料加热至沸点或熔点。对于某些材料,如低碳钢,激光束的热量足以引发氧化反应,形成所谓的“氧燃料”切割过程。而对于不锈钢或铝等材料,激光束通常只将材料熔化,然后使用高压气体将熔融金属从切口吹走。
4. **光束移动**:在CNC(计算机数控)系统的控制下,激光切割头沿着预定的切割路径移动,激光束随之在钢板上移动,形成连续的切割。
5. **辅助气体**:在切割过程中,通常会通过切割头的喷嘴喷射出一股辅助气体,如氧气、氮气或压缩空气。这股气体的作用是吹走切口中的熔融材料和熔渣,同时保护聚焦透镜不受污染,并冷却已切割的表面,减少热影响区。
激光切割技术具有许多优点,包括切割速度快、切割质量好(切口窄、热影响区小、切割面光滑)、材料适应性强(可以切割多种金属和非金属材料)、灵活性高(可以切割复杂的形状和图案)以及非接触式加工(减少了工具磨损和工件变形)。然而,激光切割设备的成本较高,且对操作人员的技能要求较高,同时在切割过程中可能会产生有害的烟尘和噪音,因此需要采取适当的安全措施。
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