激光切割工藝詳解

　工藝特點

　　激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個方面

　　優(yōu)點：

　　1、切割質(zhì)量好

　　由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。

　?、?激光切割切口細窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達±0.05mm。

　　② 切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無需機械加工，零部件可直接使用。

　?、?材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。鋁板激光切割

　　2、切割效率高

　　由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有多臺數(shù)控工作臺，整個切割過程可以全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可實現(xiàn)三維切割。

　　3、切割速度快

　　用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上、下料的輔助時間。工藝品激光切割

　　4、非接觸式切割

　　激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。

　　5、切割材料的種類多

　　缺點：

　　1、激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。

　　2、激光切割設(shè)備費用高，一次性投資大。

　　工藝要點

　　1、激光切割機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。這主要體現(xiàn)在橫梁和機床結(jié)構(gòu)設(shè)計上。橫梁設(shè)計時必須輕巧靈活，機床結(jié)構(gòu)要求具有高剛性和高穩(wěn)定性。這些是實現(xiàn)激光高精密切割的基礎(chǔ)要素。

　　2、激光切割機數(shù)控技術(shù)。這需要高質(zhì)量的控制系統(tǒng)。要具備激光專有控制功能、高速運行下良好的機床運動控制性能和遠程診斷與控制功能。

　　3、高功率激光光束傳輸聚焦技術(shù)。光束質(zhì)量是激光切割質(zhì)量的關(guān)鍵，關(guān)鍵技術(shù)包括：專有光束質(zhì)量控制、光束半徑調(diào)整、束腰補償、視頻光束校準系統(tǒng)等。

　　4、激光切割機專有技術(shù)。其中包括邊緣監(jiān)測、電容高度跟蹤、切割監(jiān)測、穿透檢測等。

　　5、激光切割機專用CAD/CAM軟件系統(tǒng)。為配合激光切割的圖形轉(zhuǎn)換，使編寫復(fù)雜零件程序的工作變得簡單流暢，編輯和修改也非常方便，需要開發(fā)設(shè)計專門的CAD/CAM軟件系統(tǒng)。

　　6、高功率激光切割頭設(shè)計。

　　7、激光切割工藝研究，尤其是針對曲面切割、鈦合金切割、厚板材切割等工藝的研究。

　　應(yīng)用范圍

　　大多數(shù)激光切割機都由數(shù)控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

　　在汽車制造領(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。

　　激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等;還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。