新能源產(chǎn)業(yè)廣泛的應(yīng)用激光焊接、激光切割是使用最多，對激光的指標要求也是多種多樣的，我們之前的一篇文章著重介紹了激光焊接，此篇文章我們接下來會詳細介紹一下激光切割以及其重要參數(shù)的檢測方法。
原理介紹：
激光切割簡單的說就是利用經(jīng)聚焦后的高功率高密度的激光束照射工件，使被照射處的材料熔化、氣化、或達到燃點，同時與光束同軸的氣流吹掉熔融物質(zhì)，實現(xiàn)割開工件的一種加工方法。激光切割分為以下幾種方式：
激光熔化切割
在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下，所以該過程被稱作激光熔化切割。激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫，而氣體本身不參于切割。
激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。
最大切割速度隨著激光功率的增加而增加，隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。
激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。
產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度，對于鋼材料來說，在 10^4W/cm2～10^5W/cm2之間。
激光火焰切割
激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于使用氧氣作為切割氣體。借助于氧氣和加熱后的金屬之間的相互作用，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使材料進一步加熱。由于此效應(yīng)，對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面，該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。
激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的（有燒掉尖角的危險）?？梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響。
所用的激光功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。
激光氣化切割
當激光功率足夠高時，材料在割縫處會發(fā)生氣化而與主材料分離，從而達到加工目的。此情況需要非常高的激光率。此外，為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上，材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而只適合于應(yīng)用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。
關(guān)鍵參數(shù)介紹：
激光切割要想實現(xiàn)設(shè)計的目的，有很多關(guān)鍵點需要特別注意，這些關(guān)鍵點的一些參數(shù)需要先弄清楚其根本意義，然后再根據(jù)實際情況進行調(diào)整，最終才能達到針對不同材料的切割目標。如果一些參數(shù)的關(guān)鍵點設(shè)置不對，即使有很高的激光功率也不一定能夠達到設(shè)計目的。此外需要強調(diào)一點，有些參數(shù)，例如激光功率，并不是說激光功率越高越好，如果關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置恰當，小功率可以達到大目的。
1.紅光指示
在激光切割或雕刻過程中，紅光指示器扮演著很重要的角色。它不僅能幫助我們快速定位激光束的位置，還能在調(diào)整過程中提供直觀的視覺反饋。然而，紅光的判斷并非簡單直白，需要我們細心觀察并掌握一定的技巧。通過仔細觀察紅光指示，我們可以判斷出鏡片是否受到污染、噴嘴是否被堵塞、噴嘴是否有缺損以及噴嘴是否遮擋了光線。這些判斷對于激光切割或雕刻過程中的精確度至關(guān)重要。
2.噴嘴的挑選
在激光切割或雕刻過程中，噴嘴的選擇至關(guān)重要。不同的噴嘴類型和尺寸會影響到切割或雕刻的質(zhì)量和效率。因此，在選擇噴嘴時，我們需要根據(jù)具體的工藝需求和材料特性來進行合理的挑選。
3.切割速度
在合適的切割速度下，火花呈現(xiàn)豎直狀態(tài)，并略向前進的反方向傾斜，這樣能確保良好的切割效果。然而，當切割速度過快時，火花會大幅向前進的反方向傾斜，導(dǎo)致無法全面切透，火花在板材上方噴濺，斷面粗糙，且可能出現(xiàn)斜條紋路和熔渣。相反，若切割速度過慢，火花則會向前進方向傾斜，引發(fā)過融現(xiàn)象，使切割斷面同樣變得粗糙，割縫變寬，尖角部分融化。
4.氣體要求
無論是氧氣還是氮氣，其純度都必須達到99.5%以上，以確保最佳的切割效果。若使用空氣進行切割，則需配備冷凍式干燥機和三級過濾裝置，以清除氣路中的油和水，從而保護鏡片不受損害。此外，氧氣和氮氣的使用壓力也需控制在一定范圍內(nèi)，以確保切割過程的穩(wěn)定性和安全性。
5.焦點位置及其應(yīng)用
在切割過程中，焦點位置的選擇至關(guān)重要。焦點位置得當，能夠確保切割效果良好，避免出現(xiàn)各種問題。
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