激光切割工作原理

激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。激光刀头的机械部分与工件无接触，在工作中不会对工件表面造成划伤；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（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。

激光器切割设备的组成

激光器切割设备主要由激光器、导光系统、数控运动系统、自动调高切割头、工作平台和吹高压气体等系统组成。许多参数会影响激光切割过程，其中一些取决于激光器和机床的技术性能，而另一些参数是变化的。激光切割的主要参数有：

激光切割的主要参数

【1】光束模式

基模，也称高斯模，是切割最理想的模式，主要出现在功率小于1kW的小功率激光器。多模，是高阶模的混合，在相同功率下多模的聚焦性差，切割能力低，单模激光的切割能力和切割质量优于多模。

【2】激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取决于切割材料、材料厚度和切割速度要求。激光功率对切割厚度、切割速度、切口宽度等有很大影响。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口宽度也有所加大。

【3】焦点位置

焦点位置对切口宽度影响较大。一般选择焦点位于材料表面下方约1/3扳厚处切割深度最大，且口宽度最小。

【4】焦矩

切割较厚钢板时，应采用焦矩较长的光束，以获得垂直度良好的切割面。焦点深度大，光斑直径也增大，功率密度随之减小，是切割速度降低。要保持一定的切割速度需要增大激光功率。切割薄板宜采用焦距较小的光束，这样光斑直径小，功率密度大，切割速度快。

【5】辅助气体

切割低碳钢多采用氧气作切割气体，以利用铁-氧燃烧反应热促进切割过程，而且切割速度快，切口质量好，可以获得无挂渣的切口。其压力增大，动能增加，排渣能力增强；切割气压的大小根据材料、板厚、切割速度和切割表面质量因素确定。

【6】喷嘴结构

喷嘴的结构形状和出光口尺寸大小，也影响激光切割质量和效率，不同的切割要求选用不同的喷嘴。常用的喷嘴形状有：圆柱形、锥形、所方形等形状。激光切割一般采用同轴（气流与光轴同心）吹气方式，如气流与光轴不同轴，那么在切割时易产生大量的飞溅。为保证切割过程的稳定性，通常要控制喷嘴端面与工件表面的距离，一般为0.5～2.0mm，以便切割顺利进行。

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