激光切割基础指南

定义

激光切割是利用高功率密度的激光束照射被切割材料，使材料迅速加热到汽化温度并蒸发形成孔洞。随着光束移动材料，孔洞不断形成宽度较窄的狭缝，完成材料切割。

原理

激光使用物质激发来产生光。这种光有很强的温度。当与材料接触时，能迅速在材料表面熔化，形成孔洞。根据套准点的移动，形成切口。与传统的切割方法相比，切割方法的间隙更小，可以节省大部分材料。但是，分析是根据切割效果定义的。根据激光切割的材料具有令人满意的切割效果和高精度。这是继承了激光的优点，也是普通切割方式无法比拟的。

激光切割是利用聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时熔融材料被高压吹散。高速气流与光束同轴，从而将工件切割开。激光切割是热切割方法之一。

类型

激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割、激光划片和可控断裂四大类。

1. 激光汽化切割

利用高能量密度的激光束加热工件，温度迅速上升，在极短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化形成蒸汽。这些蒸汽的喷射速度非常快，在喷射蒸汽的同时，在材料中形成了一个切口。材料的汽化热一般都很大，因此激光汽化和切割需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料、橡胶等）的切割。

2. 激光熔化切割

在激光熔化切割中，通过激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷出非氧化性气体（Ar、He、N 等），通过强力喷射将液态金属排出。形成切口的气体压力。激光熔化切割不需要将金属完全汽化，所需能量仅为汽化切割的1/10。

激光熔化切割主要用于切割不锈钢、钛​​、铝及其合金等不易氧化或活性金属的材料。

3. 激光氧气切割

激光氧气切割的原理类似于氧乙炔切割。它以激光为预热热源，以氧气等活性气体为切割气体。一方面，吹出的气体与切削金属相互作用，引起氧化反应，放出大量氧化热；另一方面，熔融氧化物和熔体从反应区喷出，在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应会产生大量热量，激光氧气切割所需的能量仅为熔融切割的1/2，切割速度比激光汽化切割和熔融切割快得多。激光氧切割主要用于碳钢、钛钢、热处理钢等易氧化金属材料。

4. 激光划线与可控断裂

激光划线是利用高能量密度的激光对脆性材料表面进行扫描，使材料受热蒸发出一个小凹槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿着小凹槽开裂。用于激光划线的激光器一般为调Q激光器和CO2激光器。

断裂控制是利用激光开槽产生的陡峭温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小凹槽断裂。

特点

与其他热切割方法相比，激光切割具有切割速度快、质量高的整体特点。具体概括为以下几个方面。

1. 切割质量好

由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，激光切割可以获得良好的切割质量。

一个。激光切割切口窄，切口两侧平行且垂直于表面，切割件尺寸精度可达±0.05mm。

湾切割面光滑美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至可以用激光切割作为最后一道工序，无需机械加工，零件可直接使用。

C。材料经激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能几乎不受影响，工件变形小，切割精度高，切缝几何形状好，切缝的横截面形状更规则的矩形。

2、切割效率高

由于激光的传输特性，激光切割机一般配备多台CNC工作台，整个切割过程可以完全由CNC控制。在操作过程中，只需更改数控程序，即可适用于不同形状零件的切割，二维切割和三维切割均可。

3.切割速度快

使用功率1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板，切割速度可达600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。激光切割时无需夹料固定，既节省工装夹具，又节省上下料辅助时间。

4. 非接触式切割

激光切割时，割炬与工件无接触，无刀具磨损。对于加工不同形状的零件，无需更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数即可。激光切割过程噪音低、振动小、无污染。

5. 切割材料种类多

与氧乙炔切割和等离子切割相比，激光切割材料种类繁多，包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材和纤维等。但对于不同的材料，由于其热物理性质不同，对激光的吸收率不同，对激光切割的适应性也不同。

应用

大多数激光切割机由数控程序控制或制成切割机器人。激光切割作为一种精密加工方法，几乎​​可以切割所有材料，包括金属薄板的二维切割或三维切割。

在汽车制造领域，汽车顶窗等空间曲线的切割技术得到了广泛的应用。德国大众公司使用功率为500W的激光切割复杂形状的车身板件和各种弯曲零件。在航空航天领域，激光切割技术主要用于特殊航空材料的切割，如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷和石英等。激光切割加工的航空航天零部件包括发动机火焰管、钛合金薄壁机壳、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼桁架、尾翼面板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

激光切割技术也广泛应用于非金属材料领域。不仅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；还可切割加工柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等，如用激光切割服装，可节省服装10%～12%，提高效率3倍以上。

趋势

1、激光切割机将继续划时代的产品革命。

激光光源是激光切割机的核心部件，也是决定激光切割机类型和切割能力的重要指标。毋庸置疑，未来激光切割机的变化也将发生在激光光源上。如上所述，光纤激光切割机替代CO2激光切割机，是激光切割机诞生40年来最重要的技术革命，在此为制造商和新老用户带来了划时代的经济效益。场地。那么，未来会不会出现比光纤激光器更便宜、性能更好、光束模式更优、电光转换率更高或者综合成本更低的新型光源？答案当然是肯定的。那么请问，什么样的激光？当然，现在不可能给出准确的答案。科技有时步履蹒跚，有时一天千里。

2、高功率光纤激光器将成为激光切割机市场的主力军。

如今，各种功率范围的光纤切割机都迎来了大发展。然而，未来激光切割机的主流激光功率在哪里？虽然各个功率范围的激光切割机各有千秋，但以大功率光纤激光器起家并引发全球激光切割机技术革命的激光器家族，将更高功率、更高精度、更大切割能力视为一个光纤激光切割机的重要发展方向。 STYLECNC近期推出了15KW超高速光纤激光切割机，在切割速度和切割厚度上实现了前所未有的突破，引起了业界的关注。这是否包含了激光切割机未来的发展趋势？值得行业专家、学者和用户朋友期待。此外，我们可以相信，在不久的将来，众多国内外光纤激光切割机制造商将迎来激烈的市场竞争。只有产品质量过硬、持续注重研发投入、掌握核心竞争力的企业才能做到这一点，立于不败之地。

3、智能时代来临。

无论是德国的工业4.0，还是中国的智能制造，工业领域的第四次工业革命即将到来。激光切割机作为一款高精度数控激光切割机，必将与时俱进，与科技一起飞翔。激光切割机自动化的发展，大大提高了钣金车间的生产能力和自动化水平。

未来，在此基础上，网络技术、通信技术、计算机软件技术等领域正在酝酿一个激光切割机智能制造时代。可以预见，作为精密钣金下料的一种手段，必然会利用自身的网络通讯能力与工厂的板材开卷线、折弯机、数控冲床、焊（铆）接单元、抛丸涂装线等进行通讯.其他设备嵌入统一的生产计划、任务和考核管理系统，成为钣金车间管理系统的重要组成部分。因此，激光切割机制造商将逐步转型为钣金制造承包商。