金属激光切割的原理及分类

2021-01-11 16:00

金属激光切割是当下激光技术的重要应用之一。随着光纤激光器技术的发展，金属激光切割逐步成为激光应用的主要市场，同时激光切割设备也逐步成为取代传统金属切割设备的主力军。

实际上，金属激光切割机的切割过程与传统机加机床加工本质上是不同的。金属激光切割是将激光束照射到金属工件表面，通过熔化和蒸发金属工件以达到切割或雕刻的目的。激光切割具有精确快速、不限模式、节省材料、端面光滑、综合加工成本低等优势。

从原来划分，金属激光切割可分为以下几类：

1）汽化切割

利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化，形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。

2）熔化切割

激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。所需能量只有汽化切割的1／10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。

3）氧气切割

它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

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