焊接金屬激光切割加工的原理淺析

起源于20世紀(jì)60年代初期的激光技術(shù)，是20世紀(jì)能夠與原子能、半導(dǎo)體及計算機齊名的四項重大發(fā)明之一，激光技術(shù)走過了53年的快速發(fā)展路程，其對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

焊接激光切割束具有單色性好、能量密度高、空間控制性和時間控制性良好等一系列優(yōu)點，目前它已廣泛應(yīng)用于材料加工等領(lǐng)域。激光加工的行業(yè)包括汽車制造、航天航空、電子、化工、包裝以及醫(yī)療設(shè)備等。與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，激光加工技術(shù)已成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的關(guān)鍵技術(shù)，擁有普通加工技術(shù)所不能比擬的優(yōu)勢。例如激光加工為非接觸式加工、速度快、無噪聲、可實現(xiàn)各種復(fù)雜形狀的高精度加工目的，且無通常意義上的“刀具”磨損，無需更換“刀頭”。

激光產(chǎn)業(yè)是一門發(fā)展速度極快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中，形成了多種光源技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)。激光產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上、中、下游三個部分：上游主要為激光材料及配套元器件；中游主要為各種激光器及其配套設(shè)備；下游主要為激光應(yīng)用產(chǎn)品、消費產(chǎn)品、儀器設(shè)備等。目前，金屬激光切割從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年和激光相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價值可是高達(dá)上萬億美元！

       激光切割機在加工工件時，首先就是找到合適的位置進(jìn)行穿孔。如何選擇合適的穿刺點呢，下面我們就來就激光切割機的穿刺點來探討下。
       激光切割加工時激光束的工作原理是：在加工過程中，材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一個凹坑, 然后由與激光束同軸的工作氣流很快將熔融材料去除形成一個孔。此孔類似于線切割的穿線孔，激光束以此孔為加工啟始點進(jìn)行輪廓切割，通常情況下飛行光路激光束的走線方向和被加工零件切割輪廓的切線方向垂直。
      因此，激光束在開始穿透鋼板時到進(jìn)入零件輪廓切割的這一段時間，其切割速度在矢量方向上將有一個很大的改變，即矢量方向的90°旋轉(zhuǎn)，由垂直于切割輪廓的切線方向轉(zhuǎn)為與切割輪廓的切線重合，即與輪廓切線的夾角為0°。這樣就會在被加工材料的切割斷面上流下比較粗糙的切割面，這主要是在短時間內(nèi)，激光束在移動中的矢量方向變化很快所至。因此在采用激光切割加工零件時就要注意這方面的情況。
       一般，在設(shè)計零件對表面切割斷口沒有粗糙度要求時，可以在激光切割編程時不做手動處理，讓控制軟件自動產(chǎn)生穿刺點；但是，當(dāng)設(shè)計對所要加工的零件切割斷面有較高粗糙度要求時，就要注意到這個問題，通常需要在編激光切割程序時對激光束的啟始位置做手動調(diào)整，即人工對于穿刺點的控制。需要把激光程序原來產(chǎn)生的穿刺點移到需要的合理位置，以達(dá)對加工零件表面精度的要求。