熔化切割
当入射的激光束功率密度超过某一值后,光束照射点处材料内部开始蒸发,形成孔洞。一旦这种小孔形成,它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围,然后,与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射,熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。
氧化熔化
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。具体描述如下:
⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度,随之与氧气发生激烈的燃烧反应,放出大量热量。在此热量作用下,材料内部形成充满蒸汽的小孔,而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。
简单地说,激光切割就是用激光切割、刻划、雕刻或以其他方式改变物理材料的过程。尽管听起来很有未来感,但激光切割是一项伴随了我们几十年的技术。现在操作激光切割机很容易。对于业余爱好者、学校科学教室和企业来说,使用激光切割机是很常见的。它们不仅有广泛的实际应用,也是学习光学和光的特性的一种的方法。激光切割自然是从激光束开始的。无论是切割金属、人体组织还是纸板,光束都会聚焦,直到其强度足以胜任手头的工作。计算机程序引导机器切割将要切割的图案。一旦开始,激光切割机将遵循预先编好的程序完成其工作。
激光功率应和加工类型、材料种类和厚度相匹配。功率必须足够高以至于工件上的功率密度超出加工阈值。连续模式主要用于切割毫米到厘米尺寸的金属和塑料的标准轮廓。而为了熔化穿孔或者产生精密的轮廓,则采用低频的脉冲激光。激光功率和切割速度必须互相匹配。太快或者太慢的切割速度都会导致粗糙度的增加和毛刺的形成。喷嘴的直径决定了从喷嘴中喷出的气体流量和气流形状。材料越厚,气体喷流的直径也要越大,相应地,喷嘴口的直径也要增大。