激光的用途 激光应用有哪些

激光的用途(激光的应用有哪些)

激光切割是激光器发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，再经透镜聚焦，然后在焦点处汇聚成微小光斑。当光点照射在材料上时，材料被迅速加热到蒸发温度，蒸发形成孔。随着光束向材料的移动，熔化的废渣在辅助气体(二氧化碳气体、氧气、氮气等)的帮助下被吹走。)，使得孔连续形成窄宽度孔(例如0.000%)。

中文名激光切割原理

激光切割原理

特征频率很高。

从属热切割

分类汽化和熔化

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激光切割特性

分类和特点

(1)激光切割的原理

激光切割是利用高功率密度的聚焦激光束照射工件，使被照射的材料快速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流，对工件进行切割。激光切割是热切割方法之一。

(2)激光切割的分类

1)汽化切割

用高能量密度的激光束加热工件。在短时间内蒸发形成蒸汽。在材料上做一个切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割需要很高的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于切割极薄的金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡胶等)。).

2)熔化和切割

在激光熔化切割中，金属材料通过激光加热和非氧化气体(氩、氦、氮等)熔化。)从喷嘴注入，液态金属被气体的强大压力排出，形成切口。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一些不易氧化的材料或活性金属，如不锈钢、钛、铝及其合金。

3)氧气切割

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，吹入的气体与切割金属发生反应，发生氧化反应，释放出大量的氧化热；另一方面，熔融氧化物和熔体从反应区吹出，切割速度比激光汽化切割和熔化切割快得多。

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)划线和控制断裂。

激光划片是用高能量密度激光扫描脆性材料表面，使材料受热蒸发成小槽，然后脆性材料在一定压力下沿小槽开裂。用于激光划线的激光器一般是调Q激光器和CO2激光器。

可控断裂是利用激光刻槽产生的陡峭温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断裂。

激光切割特性

(1)切割质量好。

(1)激光切割切口窄，切口两侧平行垂直于表面，切割部位尺寸精度可达0.05毫米

②切削表面光滑美观，表面粗糙度只有几十微米。甚至激光切割也可以作为最后一道工序，无需机械加工，零件可以直接使用。

(3)激光切割后，热影响区的宽度很小，狭缝附近材料的性能几乎不受影响。此外，工件变形小，切割精度高，狭缝的几何形状好，狭缝的横截面形状呈现规则的矩形。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较如表1所示。切割材料为6.2毫米厚的低碳钢板。

?Cutting效率

由于激光的传输特性，激光切割机通常配备多个数控工作台，整个切割过程可以完全数控化。操作时，只需改变数控程序，即可适用于不同形状的零件切割，既有二维切割也有三维切割。

⑶切割速度快

采用1200瓦激光，2mm厚的低碳钢板切割速度可达600厘米/分钟。5毫米厚聚丙烯树脂板的切割速度可达1200厘米/分钟。激光切割时不需要夹紧和固定材料。

⑶非接触切割

激光切割时，焊枪与工件无接触，无刀具磨损。加工不同形状的零件时，不需要改变“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]切割材料有很多种。

与氧乙炔切割和等离子切割相比，激光切割材料有很多种，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。然而，不同的材料由于其不同的热物理性质和激光吸收率，表现出不同的激光切割适应性。使用CO2激光器，各种材料的激光切割性能如表2所示。

劣势

激光切割由于激光功率和设备体积的限制，激光切割只能切割低厚度的板材和管材。随着工件厚度的增加，切削速度明显降低。

激光切割设备成本高，一次性投资大。

激光切割的应用范围

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，包括薄金属板的二维切割或三维切割。

在汽车制造领域，车顶车窗轮廓空曲线的切割技术得到了广泛的应用。德国大众汽车公司使用功率为500瓦的激光切割复杂的车身板件和各种弯曲零件。在航空空航天领域，激光切割加工的航空空航天零部件包括发动机火焰筒、钛合金薄壁壳体、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼桁条、尾翼板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

激光切割成形技术也广泛应用于非金属材料领域。如氮化硅、陶瓷、应时等。柔性材料，如布、纸、塑料板、橡胶等。

焦点处的工件受到高功率密度的激光光斑照射，会产生10000°C以上的局部高温，使工件瞬间汽化，然后借助切割气体将汽化的金属吹走，从而将工件切割成小孔。随着数控机床的运动，无数的小孔连接在一起，形成待切割的形状。因为激光切割的频率很高，每个小孔的连接处都很光滑，切割出来的产品光洁度很高。

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