激光切割机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。激光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。激光切割(如图1-6所示)的原理与激光打孔相似,但工件与激光束要相对移动。在实际加工中,采用工作台数控技术,可以实现激光数控切割。
图1-6 激光切割示意图
激光切割机大多采用大功率的CO2激光器,对于精细切割,也可采用YAG激光器。激光可以切割金属,也可以切割非金属。在激光切割过程中,由于激光对被切割材料不产生机械冲击和压力,再加上激光切割切缝小,便于自动控制,故在实际中常用来加工玻璃、陶瓷、各种精密细小的零部件。激光切割过程中,影响激光切割机参数的主要因素有激光功率、吹气压力、材料厚度等。
