激光切割有哪些加工方式

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。 以金运激光CO2激光切割机为例，整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟和吹气保护系统等组成，采用最先进的数控模式实现多轴联动及激光不受速度影响的等能量切割，同时支持DXP、PLT、CNC等图形格式并强化界面图形绘制处理能力；采用性能优越的进口伺服电机和传动导向结构实现在高速状态下良好的运动精度。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，通过脉冲使激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定频率，一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个个细微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。切割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出，将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注：如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源；气流还有冷却已切割面，减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用)。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状) 、广泛的材料适应性等优点。

主要工艺有以下几种：

1、汽化切割。

在高功率密度激光束的加热下，材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快，足以避免热传导造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。一些不能熔化的材料，如木材、碳素材料和某些塑料就是通过这种汽化切割方法切割成形的。

汽化切割过程中，蒸汽随身带走熔化质点和冲刷碎屑，形成孔洞。汽化过程中，大约40%的材料化作蒸汽消失，而有60%的材料是以熔滴的形式被气流驱除的。

2、熔化切割。

当入射的激光束功率密度超过某一值后，光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞。一旦这种小孔形成，它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金属壁所包围，然后，与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。随着工件移动，小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的前沿照射，熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。

3、氧化熔化切割。

熔化切割一般使用惰性气体，如果代之以氧气或其它活性气体，材料在激光束的照射下被点燃，与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源，称为氧化熔化切割。具体描述如下：

（1）材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度，随之与氧气发生激烈的燃烧反应，放出大量热量。在此热量作用下，材料内部形成充满蒸汽的小孔，而小孔的周围为熔融的金属壁所包围。

（2）燃烧物质转移成熔渣控制氧和金属的燃烧速度，同时氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的快慢也对燃烧速度有很大的影响。氧气流速越高，燃烧化学反应和去除熔渣的速度也越快。当然，氧气流速不是越高越好，因为流速过快会导致切缝出口处反应产物即金属氧化物的快速冷却，这对切割质量也是不利的。

（3）显然，氧化熔化切割过程存在着两个热源，即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计，切割钢时，氧化反应放出的热量要占到切割所需全部能量的60%左右。

很明显，与惰性气体比较，使用氧作辅助气体可获得较高的切割速度。

（4）在拥有两个热源的氧化熔化切割过程中，如果氧的燃烧速度高于激光束的移动速度，割缝显得宽而粗糙。如果激光束移动的速度比氧的燃烧速度快，则所得切缝狭而光滑。

4、控制断裂切割。

对于容易受热破坏的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断，称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是：激光束加热脆性材料小块区域，引起该区域大的热梯度和严重的机械变形，导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度，激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。

要注意的是，这种控制断裂切割不适合切割锐角和角边切缝。切割特大封闭外形也不容易获得成功。控制断裂切割速度快，不需要太高的功率，否则会引起工件表面熔化，破坏切缝边缘。其主要控制参数是激光功率和光斑尺寸大小。

加工方式分连续切割和脉冲切割

1，连续切割也称为CW（Continuous Wave）切割法。连续切割法是使振荡输出连续地发生从而进行切割的方法。在切割低碳钢时，是切割速度最高的方法。

2，脉冲切割法是使振荡输出间断地发生从而进行切割的方法。脉冲切割法，通过将投入材料的热量降到最低限，能够进行切割质量以及尺寸精度良好的加工。进行脉冲切割法时，要设定脉冲频率和脉冲占空比。所谓脉冲频率，是指在1秒钟内使激光光束ON、OFF几次，用Hz（赫兹）表示。所谓脉冲占空比，是指每1脉冲（1回输出的ON和OFF）的激光光束震荡时间的比率，用%（百分比）表示。

3，简单点说，连续切割是优势在于速度。但切割质量不太好。（由于对被切割材料连续的热量输入变成过度的热量输入，影响切割质量、尺寸精度）

而脉冲切割切割质量好。但速度上要比连续切割慢。（打个比方，用4000的发生器，CW切割12mm的低碳钢速度1800mm/min,但脉冲只有1000mm/min.越是薄的板这个差距越大。一般如果钢板的厚度超过16mm,CW切割就不太适用了）

选择切割方式的操作，百超的机器的太了解，一般是做程序时会选择，也可以在机器上面改变机器的参数来选择。

主要优势还是在于小批量的时候比开模具省钱。

再就是非接触加工所以工件一般不会变形而且切板子会省料，不用夹具么。

工艺调的好的话切割边缘基本上也不需要后处理了，很光滑。

像冲床啊、线切割啊、等离子切割啊之类的基本上也就这个样了。但是激光刚刚起步，现在都几百瓦，以后会上千瓦，然后上万瓦……前途无量啊。

一、熔化切割

此种方式为，当激光照射到金属材料表面时，激光热量使进入迅速熔化，通过与光束同轴的高压惰性气体（如氮气、氩气、氦气等），将熔化的金属吹离材料，从而形成切缝。熔化切割相比于汽化切割可以节省大量的能量，通常用于一些不易氧化的金属如不锈钢、钛、铝及其合金等。

二、汽化切割

用极高功率密度的光照射材料表面，在极短时间内使材料汽化， 蒸汽被吹离材料表面，从而形成切口。将材料加热到汽化温度所需要的能量要远远大于将其熔化，所以汽化切割相对于熔化切割要更耗能。汽化切割多用于非常薄的金属材料以及非金属材料，例如塑料、木材等。

三、氧气切割

氧气作为助燃剂，可与被激光加热至熔化的金属发生剧烈反应，产生大量的氧化热，因此实际上氧气切割是熔化切割的“有氧”版。由于金属燃烧产生热量，所以氧气切割相比熔化切割要更节省能量，切割速度却远远大于熔化切割和汽化切割。氧气切割主要应用于切割碳钢、钛钢等易氧化的金属材料。

四、划片和控制断裂切割

划片切割是利用高能量密度激光扫描脆性材料表面，材料受热后蒸发成一个小凹槽，对材料施加一定的压力，脆性材料就会沿着小凹槽开裂。

控制断裂是激光开槽产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿着小凹槽断裂。例如玻璃切割。