激光是什么?
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激(ji)光(guang)(guang)是(shi)一種受激(ji)輻射(she)而得到的加(jia)強光(guang)(guang)
其基本特征:
強度高,亮度大
波長(chang)頻率確定,單色性好
相(xiang)干性好,相(xiang)干長度(du)長
方向性好(hao),幾乎是一束平(ping)行光(guang)

當激光(guang)束照(zhao)(zhao)射(she)到(dao)工件表面時(shi),光(guang)能被吸收,轉化成(cheng)熱能,使照(zhao)(zhao)射(she)斑(ban)點處溫度迅速(su)升高(gao)、熔化、氣(qi)(qi)化而形成(cheng)小(xiao)坑(keng),由(you)于熱擴散(san),使斑(ban)點周圍金屬(shu)熔化,小(xiao)坑(keng)內金屬(shu)蒸氣(qi)(qi)迅速(su)膨(peng)脹,產生(sheng)微型爆炸,將熔融物高(gao)速(su)噴出并產生(sheng)一(yi)個方向性很強的(de)反沖(chong)擊波,于是在(zai)被加工表面上打(da)出一(yi)個上大下小(xiao)的(de)孔(kong)。
普通(tong)燈光與激光的(de)比較
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激光的產生
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激光的發生氣體
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激光切割的特點
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激光切(qie)割與其他熱(re)切(qie)割方(fang)法(fa)相比(bi)較,總的(de)特點是切(qie)割速度(du)快、質量(liang)高。具體概括為(wei)如(ru)下幾個方(fang)面。
(1)切割質量好
由于激光(guang)光(guang)斑小、能量密度(du)高、切割(ge)(ge)速度(du)快,因此激光(guang)切割(ge)(ge)能夠獲(huo)得較好的切割(ge)(ge)質量。
①激光切割(ge)切口(kou)細窄(zhai),切縫(feng)兩邊平行并且與表面垂直,切割(ge)零(ling)件的尺(chi)寸精度可達±0.05mm。
②切(qie)割表面(mian)光(guang)潔美觀,表面(mian)粗糙度只有幾(ji)十微米,甚至激光(guang)切(qie)割可以作(zuo)為(wei)最后一(yi)道工(gong)序,無(wu)需機械加工(gong),零(ling)部件可直(zhi)接使用(yong)。
③材料經過激(ji)光切(qie)割后,熱影響區寬度很小,切(qie)縫附(fu)近材料的性能也幾乎不受影響,并(bing)且(qie)工件變形(xing)小,切(qie)割精度高,切(qie)縫的幾何形(xing)狀好,切(qie)縫橫截(jie)面形(xing)狀呈(cheng)現(xian)較為(wei)規則的長方形(xing)。激(ji)光切(qie)割、氧乙炔切(qie)割和(he)等(deng)離子切(qie)割方法(fa)的比較見(jian)表1,切(qie)割材料為(wei)6.2mm厚的低碳鋼板(ban)。
(2)切割效率高
由于激(ji)光的傳輸特性,激(ji)光切(qie)割(ge)機上一(yi)般配有多臺(tai)數(shu)控(kong)工(gong)作(zuo)(zuo)臺(tai),整個切(qie)割(ge)過程可(ke)(ke)以全部實現(xian)數(shu)控(kong)。操(cao)作(zuo)(zuo)時,只需(xu)改(gai)變(bian)數(shu)控(kong)程序,就(jiu)可(ke)(ke)適(shi)用(yong)不同形狀零件的切(qie)割(ge),既(ji)可(ke)(ke)進行二維切(qie)割(ge),又可(ke)(ke)實現(xian)三維切(qie)割(ge)。
(3)切割速度快
用(yong)功率為1200W的激光(guang)切(qie)割(ge)2mm厚的低碳鋼板(ban),切(qie)割(ge)速度可達(da)600cm/min;切(qie)割(ge)5mm厚的聚(ju)丙烯樹脂(zhi)板(ban),切(qie)割(ge)速度可達(da)1200cm/min。材料在激光(guang)切(qie)割(ge)時不(bu)需要裝(zhuang)夾固定(ding),既可節(jie)省工裝(zhuang)夾具,又節(jie)省了上、下(xia)料的輔助時間。

(4)非接觸式切割
激光切割時割炬與工件無(wu)接(jie)觸,不(bu)存在工具(ju)的(de)磨(mo)損(sun)。加工不(bu)同形(xing)狀(zhuang)的(de)零件,不(bu)需要更換“刀具(ju)”,只需改變激光器的(de)輸出參數。激光切割過程噪聲低,振動小(xiao),無(wu)污染。
(5)切割材料的種類多
金屬基復合(he)材(cai)料、皮革、木(mu)材(cai)及纖維等。但是對于(yu)不(bu)(bu)同的(de)(de)材(cai)料,由于(yu)自身的(de)(de)熱物理性能及對激光(guang)的(de)(de)吸(xi)收率不(bu)(bu)同,表現出不(bu)(bu)同的(de)(de)激光(guang)切(qie)割(ge)適應性。采用(yong)CO2激光(guang)器(qi),各種材(cai)料的(de)(de)激光(guang)切(qie)割(ge)性能見(jian)表2。
                        
(6)缺點
激光(guang)(guang)切割由于受激光(guang)(guang)器(qi)功率和設備體積的限制,激光(guang)(guang)切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且隨著工(gong)件厚度的增加,切割速(su)度明顯(xian)下降。
激光切割設備(bei)費用高,一次性投資大(da)。
 
激(ji)光切割的應用(yong)范圍
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大多數(shu)激光切割(ge)(ge)機(ji)都由數(shu)控(kong)程序(xu)進(jin)行控(kong)制(zhi)操作(zuo)(zuo)或(huo)做成切割(ge)(ge)機(ji)器人。激光切割(ge)(ge)作(zuo)(zuo)為一種精密的(de)(de)加工方法,幾(ji)乎可以切割(ge)(ge)所(suo)有的(de)(de)材料,包(bao)括(kuo)薄金(jin)屬(shu)板的(de)(de)二維切割(ge)(ge)或(huo)三(san)維切割(ge)(ge)。
在汽車(che)制造領域,小汽車(che)頂窗等空間曲線的(de)切(qie)割技(ji)術都已經獲得廣泛應用(yong)(yong)。德國(guo)大眾汽車(che)公司(si)用(yong)(yong)功率為500W的(de)激(ji)光(guang)器(qi)切(qie)割形狀復雜的(de)車(che)身薄(bo)(bo)板及各種(zhong)曲面件。在航(hang)空航(hang)天(tian)領域,激(ji)光(guang)切(qie)割技(ji)術主要用(yong)(yong)于(yu)特種(zhong)航(hang)空材料的(de)切(qie)割,如鈦(tai)合(he)金(jin)、鋁合(he)金(jin)、鎳(nie)合(he)金(jin)、鉻(ge)合(he)金(jin)、不銹鋼、氧化鈹、復合(he)材料、塑料、陶瓷及石英等。用(yong)(yong)激(ji)光(guang)切(qie)割加工的(de)航(hang)空航(hang)天(tian)零部(bu)件有(you)發(fa)動機(ji)火焰(yan)筒、鈦(tai)合(he)金(jin)薄(bo)(bo)壁機(ji)匣、飛機(ji)框架、鈦(tai)合(he)金(jin)蒙皮、機(ji)翼長桁、尾翼壁板、直升機(ji)主旋翼、航(hang)天(tian)飛機(ji)陶瓷隔(ge)熱瓦等。
激光(guang)切割成形(xing)技(ji)術(shu)在非金屬材料(liao)(liao)領域也有著較為(wei)廣泛的應用(yong)。不僅可以切割硬度高、脆性(xing)大的材料(liao)(liao),如(ru)(ru)氮化硅、陶(tao)瓷(ci)、石英等;還能(neng)切割加工柔性(xing)材料(liao)(liao),如(ru)(ru)布料(liao)(liao)、紙(zhi)張(zhang)、塑(su)料(liao)(liao)板、橡膠等,如(ru)(ru)用(yong)激光(guang)進行服裝剪裁,可節約衣料(liao)(liao)10%~12%,提高功效3倍以上(shang)。
機床結構
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激光加工的過程
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激光光路


激光發生器
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切割頭
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從圖紙到零件
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影響切割因素
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切割氣體
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焦點位置
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如何改善切割質量
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