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熔化激光切割加工。

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妈蒸发，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。

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金属材料的激光切割加工。

虽然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率，但发射处于远红外波段10．6um光束的C02激光器还是成功的应用于许多金属的激光切割加工实践。金属对10．6um激光束的起始吸收率只有O．5％一10％，但是，当具有功率密度超过106晡，，cnl2的聚焦激光束照射到金属表面时，却能在微秒级的时间内很快使表面开始熔化。处于熔融态的大多数金属的吸收率急剧上升，一般可提高60％一80％。

(1)碳钢。

现代激光切割加工系统可以切割碳钢板的大厚度可达20MM，利用氧化熔化切割机制切割碳钢的切缝可控制在满意的宽度范围，对薄板其切缝可窄至0．1MM左右。

(2)不锈钢。

激光切割对利用不锈钢薄板作为主构件的制造业来说是个有效的加工工具。在严格控制激光切割过程中的热输入措施下，可以限制切边热影响区变得很小，从而很有效的保持此类材料的良好耐腐蚀性。

(3)合金钢。

大多数合金结构钢和合金工具钢都能用激光切割方法获得良好的切边质量。即使是一些高强度材料，只要工艺参数控制得当，可获得平直、无粘渣切边。不过，对于含钨的高速工具钢和热模钢，激光切割时会有熔蚀和粘渣现象发生。

(4)铝及合金。

铝切割属于熔化切割加工机制，所用辅助气体主要用于从切割区吹走熔融产物，通常可获得较好的切面质量。对某些铝合金来说，要注意预防切缝表面晶间微裂缝产生。

(5)铜及合金。

纯铜(紫铜)由于太高的反射率，基本上不能用C02激光束切割。黄铜(铜合金)使用较高激光功率，辅助气体采用空气或氧，可以对较薄的板材进行切割。

(6)钛及合金。

纯钛能很好耦合聚焦激光束转化的热能，辅助气体采用氧时化学反应激烈，切割速度较快，但易在切边生成氧化层，不小心还会引起过烧。为稳妥起见，采用空气作为辅助气体比较好，以切割质量。

飞机制造业常用的钛合金激光切割质量较好，虽然切缝底部会有少许粘渣，但很容易清除。

激光切割加工原理：

激光束聚焦成很小的光点其小直径可小于 0.1mm），使焦点处达到很高的功率密度可超过106W／cm2)。这时光束输入（由光能转换）的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部分，材料很快加热至汽化湿度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄（如0.1mm左右）的切缝，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的效果。由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀，激光刀头的机械部分与工作无接触，在工作中不会对工作表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄（0.1mm~0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。

影响激光切割质量的因素

影响激光切割加工质量的因素很多，激光切割加工的一个重要优点在于可以对过程中的主要因素实施高度控制，使切割出的工件充分满足客户的要求，并且重复性很好。这些主要因素由切割速度、焦点位置、辅助气体压力、激光输出功率等工艺参数构成。除了以上4个重要的变量以外，可能对切割质量产生影响的因素还包括光束参数(模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脉冲波光束)和工件特性(材料表面反射率、材料表面状态)，以及割炬和喷嘴、外光路系统、工件固定等其他因素。可以通过改变工件特性来提高切割质量。钢材表面温度过高和锈蚀都能影响切割质量。一般要求钢板温度要低，可以通过调整切割顺序来降低钢板表面温度，要求一个位置割完后，调到较远的位置进行切割，在调整过程中，要综合考虑切割质量和切割效率问题：也可以通过在切割处使用水冷却来降低钢板温度。钢板表面锈蚀严重，严重影响切割质量，导致切割豁口大，切割孔时，废料清除不掉，增加后续处理成本。

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