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激光切割機(jī)在切割過程中,光束經(jīng)切割部件的透鏡聚焦成一個(gè)很小的焦點(diǎn),使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度,其中切割部件固定在z軸上。這時(shí),光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量,材料很快被加熱到熔化與汽化溫度,與此同時(shí),一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對運(yùn)動,使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫,完成材料的切割。但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞,因此一般大功率CO2激光切割機(jī)工業(yè)應(yīng)用中廣泛采用5〃~7。
激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下,通過脈沖使激光器放電,從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔,在計(jì)算機(jī)控制下,激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對運(yùn)動打點(diǎn),這樣就會把物體加工成想要的形狀。切縫時(shí)的工藝參數(shù)(切割速度,激光器功率,氣體壓力等)及運(yùn)動軌跡均由數(shù)控系統(tǒng)控制,割縫處的熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除。按切割柜與工作臺相對移動的方式,可分為以下三種類型:(1)在切割過程中,光束(由割炬射出)與工作臺都移動,一般光束沿Y向移,工作臺在X向移。
在激光的氣化切割過程中,材料表面溫度升至沸點(diǎn)溫度的速度是如此之快,足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。此情況下需要非常高的激光功率。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。研究機(jī)架的結(jié)構(gòu)、參數(shù)對機(jī)架的靜、動態(tài)剛度以及熱穩(wěn)定性的影響,并為機(jī)架設(shè)計(jì)提供理論的根據(jù)。該加工實(shí)際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。