激光切割加工的切割速度解析

切割速度切割用的激光束能量呈高斯分布，切割速度过高，激光与材料相互作用的时间短，作用于工件表面上起作用的有效的光斑面积减小，切口宽度相应的减小，而光束的照射点向切口前沿靠近，切口前沿的熔化速度跟不上激光束的前移速度，切口出现后拖线，切口表面粗糙度增加和切口下部出现挂渣；切割速度过低，激光与材料相互作用的时间加长，对材料起作用的有效光斑的面积增大，切口宽度自然随之增大，而此时切割速度跟不上熔化速度，过剩的反应热使切口发生过度熔化，热影响区随之增大，从而形成较宽的、不整齐的切口。

影响激光切割加工质量的几点因素分析

激光切割加工将聚焦后的激光束照射在被切割材料表面, 使光能转变成热能, 在数微秒时间内将光斑区的温度迅速升高到材料的熔点或沸点高度,致使材料迅速熔化或汽化。当激光束沿着设定路径移动时, 激光聚焦光斑与材料不断地相互作用,形成所需的割缝。在激光切割过程中, 利用辅助气体可起到助切、吹渣和冷却的作用。影响激光切割质量的因素很多。

从激光系统固有特性、激光切割工艺以及被切割材料特性等方面分析影响激光切割质量的因素激光模式越高, 光斑半径越大。若在激光腔内设置光阑, 抑制高阶模, 限制高阶模振荡,可获得低阶模甚至单模输出, 激光束质量将得到明显的改善。因而, 激光光斑模式决定了激光束的质量, 它对激光切割能力、切缝大小及切口粗糙度等均有极大影响。在二维切割时, 光斑模式最好采用基模, 其光斑半径和发散角均较小, 有利于提高切割精度和切割质量激光切割类似于刀具切削, 其焦深相当于刀刃的长度, 激光功率相当于用力的大小。激光焦深给出了激光切割的必要条件, 焦深和激光功率的结合才提供充分条件。在其它条件相同情况下, 聚焦光斑直径越小、功率密度越大, 则热影响区越小、缝宽越窄、切割质量越好。采用实际聚焦透镜将基模激光束聚焦所得的最小光斑直径可近似表示为由衍射所决定的腰斑直径和由透镜像差所决定的最小弥散圆直激光输出功率对切割质量的影响当切割速度较低时, 激光切割如同火焰切割,是以氧化为主。当切割速度较高时, 利用激光束轴线至前沿距离的自动调节和加热作用, 使切口前沿温度达到 2000 以上, 以此维持切割过程。激光功率大小对切割厚度、切割速度、切口宽度和质量等都有很大影响。