激光切割的分類

激光切割可以使用輔助氣體來幫助去除熔化或氣化的材料，也可以不使用輔助氣體。根據(jù)采用的輔助氣體的不同，激光切割可分為：氣化切割、熔化切割、氧化助熔切割和控制斷裂切割四類。

1）氣化切割。

       利用高能量密度的激光束加熱工件，使材料表面溫度迅速上升，在非常短的時間內達到材料的沸點，足以避免熱傳導造成的熔化，材料開始氣化，部分材料氣化成蒸汽而消失。這些蒸汽的噴出速度很快，在蒸氣噴出的同時，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走，在材料上形成切口。一些不能熔化的材料，如木材、碳素材料和某些塑料等就是用這種方法切割形成的。激光氣化切割多用于極薄金屬材料、平面激光切割和非金屬材料的切割。

2）熔化切割。

       用激光束加熱使金屬材料熔化，當入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射處，材料內部開始蒸發(fā)，形成孔洞。隨著工件移動，這些小孔按切割方向同步橫移，形成一條切口。激光束繼續(xù)沿著切口的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動的從切口內被吹走。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁板激光切割及工藝品激光切割等。

3）氧化助熔切割。

       用激光作為預熱熱源，用氧氣或其他活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬發(fā)生作用，發(fā)生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面吧熔融的氧化物和熔化物從反應區(qū)吹出，在金屬中形成切口。

氧化助熔切割的基本原理可闡述如下：

①用氧氣或其他活性氣體，材料表面在激光照射下很快被加熱到燃點溫度，與氧氣激烈的燃燒反應，在此熱量作用下，材料內部形成充滿蒸汽的小孔。

②燃燒物質轉移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，氧氣流速越高，燃燒化學反應和去除熔渣的速度越快。氧氣流速不是越高越好，因為流速過快會導致切縫出口處反應產物（即金屬氧化物）的快速冷卻，這對切割質量是不利的。

③氧化助熔切割過程存在著兩個熱源，即激光照射和氧氣與金屬化學反應產生的熱能。

④擁有兩個熱源的氧化助熔切割過程中，如果氧的燃燒速度高于激光束的移動速度，切口顯得寬而粗糙，如果激光束移動的速度比氧的燃燒速度快，所得切縫窄而光滑。

4）控制斷裂切割。

       對于容易受熱破壞的脆性材料，利用高能量密度的激光束在脆性材料的表面進行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，通過激光束加熱進行高速、可控的切斷，脆性材料就會沿小槽處裂開。這種切割過程的原理主要是激光束加熱脆性材料局部區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫。

       控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產生局部熱應力，使材料沿小槽裂開。要注意的是，這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割較大封閉外形也不容易獲得成功