工藝簡介：激光切割工藝采用激光束照射到金屬板表面時(shí)釋放的能量來使金屬熔化并蒸發(fā)。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率為500～2500瓦。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低，但是，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區(qū)域。能量的高度集中能夠進(jìn)行迅速局部加熱，使金屬蒸發(fā)。此外，由于能量非常集中，所以，僅有少量熱傳到金屬的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形，利用激光可以非常準(zhǔn)確的切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進(jìn)一步的處理。

工藝特點(diǎn)

激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點(diǎn)是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個(gè)方面

優(yōu)點(diǎn)：

1、切割質(zhì)量好

由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。

① 激光切割切口細(xì)窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm。

② 切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無需機(jī)械加工，零部件可直接使用。

③ 材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。

2、切割效率高

由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)上一般配有多臺數(shù)控工作臺，整個(gè)切割過程可以全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。操作時(shí)，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進(jìn)行二維切割，又可實(shí)現(xiàn)三維切割。

3、切割速度快

用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達(dá)600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達(dá)1200cm/min。材料在激光切割時(shí)不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上、下料的輔助時(shí)間。

4、非接觸式切割

激光切割時(shí)割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低，振動(dòng)小，無污染。

5、切割材料的種類多

與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。

缺點(diǎn)：

1、激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。

2、激光切割設(shè)備費(fèi)用高，一次性投資大。

工藝要點(diǎn)

1、激光切割機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這主要體現(xiàn)在橫梁和機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。橫梁設(shè)計(jì)時(shí)必須輕巧靈活，機(jī)床結(jié)構(gòu)要求具有高剛性和高穩(wěn)定性。這些是實(shí)現(xiàn)激光高精密切割的基礎(chǔ)要素。

2、激光切割機(jī)數(shù)控技術(shù)。這需要高質(zhì)量的控制系統(tǒng)。要具備激光專有控制功能、高速運(yùn)行下良好的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制性能和遠(yuǎn)程診斷與控制功能。

3、高功率激光光束傳輸聚焦技術(shù)。光束質(zhì)量是激光切割質(zhì)量的關(guān)鍵，關(guān)鍵技術(shù)包括：專有光束質(zhì)量控制、光束半徑調(diào)整、束腰補(bǔ)償、視頻光束校準(zhǔn)系統(tǒng)等。

4、激光切割機(jī)專有技術(shù)。其中包括邊緣監(jiān)測、電容高度跟蹤、切割監(jiān)測、穿透檢測等。

5、激光切割機(jī)專用CAD/CAM軟件系統(tǒng)。為配合激光切割的圖形轉(zhuǎn)換，使編寫復(fù)雜零件程序的工作變得簡單流暢，編輯和修改也非常方便，需要開發(fā)設(shè)計(jì)專門的CAD/CAM軟件系統(tǒng)。

6、高功率激光切割頭設(shè)計(jì)。

7、激光切割工藝研究，尤其是針對曲面切割、鈦合金切割、厚板材切割等工藝的研究。

應(yīng)用范圍

大多數(shù)激光切割機(jī)都由數(shù)控程序進(jìn)行控制操作或做成切割機(jī)器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。

激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等;還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進(jìn)行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。