二、激光的特點

(1)亮度高:CO2 激光亮度比太陽表面高8個數量級，釹玻璃激光亮度比太陽表面高16個數量級。

(2)方向性好:近于理想的平行光，遠距離傳播時，擴散面積很小。

(3)單色性好:光譜寬度極窄。比燈的光譜還窄幾個數量級。

(4)具有反射、折射、透射、聚焦的特性。

(5)功率密度高:一般在105

～107W/c垃

2，經充分聚焦后可

以達到10的6次

～10的12次方

W/c垃

一、激光切割的原理

激光切割是利用激光束的熱能實現切割的方法。激光切割時，

圖4-1 激光切割示意

把激光器作為光源，通過反射鏡

導光，聚焦透鏡聚焦光束，以很

高的功率密度照射被加工的材料，

材料吸收光能轉變為熱能，使材

料熔化、汽化，激光束就把材料

穿透，激光束等速移動而產生連

續切口，

二、激光切割的特點

激光切割是一種高速度、高

質量的切割方法，其特點可概括

為以下幾點。

(1)切縫細窄，節省切割材料，還可切割盲縫，如切割一般低

碳鋼，切縫寬度可小到0.1～0.2垃垃。

(2)可進行薄板高速切割和曲面切割，切口和熱影響區都很窄

(其寬度僅有0.01～0.1垃垃)，且割后工件變形很小，性能不受

影響。

(3)切縫邊緣垂直度好，切邊光滑，表面粗糙度R亂可低到十

幾微米，優于氣割、等離子弧切割等其他熱切割方法，也優于沖剪

法 (見圖4-2);工件的尺寸精度可達士0.05垃垃。

圖4-2 激光切割精度

因此，有些工件切割后無需再加工，可直接使用或進行焊接。

(4)激光束工作距離大，適合于可達性很差部位的切割。

(5)切割速度快。切割低碳鋼、鈦板時切割速度每分鐘可達數

米至數十米。

(6)可實現多工位操作，易進行數控自動化切割。

(7)由于是無接觸切割，所以無工具的磨損也不需要更換刀

具，只需調整工藝參數。

(8)切割時噪聲低、污染小。

(9)可以切割軟、硬、脆、易碎材料及合成材料等多種材料。

缺點是設備昂貴，且由于受激光發生器輸出功率限制，目前激

光切割中、小厚度板較為有利，切割厚度低于15垃垃。對于大厚度

板的切割尚有一定困難。

切割是焊接生產備料工序的重要加工方法，包括冷、熱兩類切

割，而熱切割又有氣割、等離子弧切割、空氣碳弧切割和激光切割

等方法。金屬熱切割是利用熱能使材料分離的方法。熱切割可按物理現象、

加工方法、能源進行分類，具體可參見附錄一。熱切割是焊接生產中

最常用的熱加工方法，下面我們主要講一上等離子切割和激光切割

一、等離子切割：

利用等離子弧高溫使金屬局部熔化，并借高速等

離子焰流的動量將熔化金屬排除，從而形成割縫的

切割方法

適用于切割所有金屬材料和部分非金屬材料，是

切割不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等有色金屬

的有效方法。大切割厚度可達到180～200垃垃。

現已推廣用于碳鋼的切割，目前已用來切割厚度

35垃垃以下的低碳鋼和低合金結構鋼

 二、激光切割：

利用聚集成直徑很小的激光束照射切割區，使被

切割材料迅速地升華和熔化，從而形成割縫的切割

方法主要適用于切割薄金屬以及陶瓷、塑料和布等非

金屬，是一種高速、高質量、高精度切割法，正在不

斷發展之中

一、切割設備的組成

激光切割設備主要由激光器、偏轉聚焦系統、光束檢測器、工

作臺和控制系統等組成，控制系統目前多采用數

控系統，如采用不同類型的

計算機來控制加工軌跡、光

閘、冷 卻 系 統、 輔 助 氣

體等。

2.激光切割技術

常用激光切割方法有以下四種。

(1)汽化切割 工件在激光束照射下，溫度在極短時間內升至

沸點以上，此時部分材料化作蒸氣逸去，部分作為液、固態顆粒噴

出物從切割縫底部被吹走，形成割縫。汽化切割需要約10

的高功率密度，是激光熔化切割機所需能量的10倍。汽化切割大

多用于木材、碳素及某些塑料等非金屬材料的切割。

(2)熔化切割 用激光加熱并使金屬熔化，然后噴吹與光束同

軸的輔助氣體，將熔化金屬吹除，從而形成割縫。常用于易氧化材

料的切割。

(3)氧助熔化切割 氧助熔化切割的實質是以激光先預熱，以

氧氣 (或空氣)代替熔化切割中的惰性氣體，從而以氧放熱

反應提供更多的能量。常用于切割鋼、鈦等金屬材料。與用惰性氣

體熔化切割相比，激光氧氣切割的切割速度有較大的提高。

(4)劃片與控制斷裂 劃片是用激光在一些脆性材料表面刻劃

小槽，隨后施加一定外力使材料沿槽口斷開。控制斷裂則是激光束

加熱刻槽的同時，由于加熱引起熱梯度，在脆性材料內部產生局部

熱應力，使材料沿刻槽斷開。

控制斷裂切割速度快，所需激光功率很小。功率太高反而造成

工件表面熔化，并破壞切縫邊緣。其主要可控參數是激光功率和光

斑尺寸。