金屬激光切割加工的原理及發(fā)展趨勢(shì)

　　金屬激光切割加工是隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步而產(chǎn)生的。它利用能量聚焦的原理來發(fā)揮它的作用。在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下，社會(huì)對(duì)精密儀器、模具制造和產(chǎn)品加工的要求更加精細(xì)化。因此，激光切割的出現(xiàn)可以精確地滿足人們的需求。此外，通過與計(jì)算機(jī)和機(jī)器人相關(guān)的設(shè)備相匹配，激光切割更加高效和標(biāo)準(zhǔn)。激光切割能保持切割的垂直、定向，切割的大小能準(zhǔn)確地托住我，同時(shí)能保持切割口表面的光滑和穩(wěn)定等。激光切割的應(yīng)用涉及方方面面。

　　金屬激光切割加工是利用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下，激光通過脈沖放電，輸出受控的重復(fù)高頻脈沖激光，形成一定頻率和一定脈寬的光束；脈沖激光束通過光路傳導(dǎo)和反射，并通過聚焦透鏡組聚焦在被加工物體的表面上，形成精細(xì)和高能量密度的光斑，焦點(diǎn)位于被加工表面附近，從而在瞬間高溫下熔化或氣化被加工材料。每個(gè)高能激光脈沖瞬間在物體表面濺射出一個(gè)小孔，在計(jì)算機(jī)的控制下，激光加工頭和被加工材料按照預(yù)先繪制的圖案進(jìn)行連續(xù)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)，從而將物體加工成所需的形狀。

　　在金屬激光切割加工過程中，與光束同軸的氣流從切割頭噴出，將熔化或氣化的材料從切口底部吹出(注意：如果吹出的氣體和待切割的材料產(chǎn)生熱效應(yīng)反應(yīng)，該反應(yīng)將提供切割所需的額外能量；氣流還具有冷卻切割表面、減少熱影響區(qū)和確保聚焦鏡不受污染的效果)。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比，激光切割具有切割質(zhì)量高(切口寬度窄、熱影響區(qū)小、切口光滑)、切割速度快、柔性高(可任意切割任意形狀)、材料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。

　　金屬激光切割加工工藝使用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面以熔化材料。同時(shí)，利用與激光束同軸的壓縮氣體吹走熔化的材料，激光束和材料沿一定的軌跡相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而形成一定形狀的狹縫。自20世紀(jì)70年代以來，隨著CO2激光和數(shù)控技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展，它已經(jīng)成為工業(yè)上板材切割的一種先進(jìn)加工方法。在20世紀(jì)50年代和60年代，它被用作板材下料的主要切割方法：氧乙炔火焰切割被用于中型和重型板材；對(duì)于薄板，材料在床下切割，復(fù)雜的零件被大量沖壓，單個(gè)零件被振動(dòng)切割。70年代以后，為了改善和提高火焰切割的切割質(zhì)量，氧乙烷精密火焰切割和等離子切割也被推廣。為了縮短大型沖壓模具的制造周期，開發(fā)了數(shù)控分步?jīng)_壓和電加工技術(shù)。各種切割和沖裁方法各有缺點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的應(yīng)用范圍。

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