激光切割是一种利用高能量密度的激光束对材料进行局部加热,然后通过控制激光束的移动速度和功率,将材料切割成所需形状和尺寸的工业加工技术。其基本原理包括以下几个步骤:
激光产生:
激光切割依赖于激光器产生的高功率密度激光束。激光器通常由泵浦源、增益介质和光学谐振腔组成,这些组件共同作用产生激光光束。
激光束聚焦:
产生的激光束通过透镜或反射镜聚焦到一个很小的点,形成高功率密度的光斑。这个光斑的照射区域能够产生极高的温度。
材料加热与熔化:
当激光束照射到材料表面时,材料会迅速吸收激光能量,导致材料表面温度升高。当温度达到材料的熔点或沸点时,材料开始熔化或汽化。
辅助气体吹除熔渣:
在激光切割过程中,通常会使用辅助气体(如二氧化碳、氧气或氮气)来吹除熔化的材料或促进化学反应,从而加速切割过程并提高切割质量。
切割过程:
随着激光束在材料表面的移动,熔化的材料被吹走,形成一系列连续的孔洞,最终形成所需形状和尺寸的切缝。
激光切割具有切割速度快、精度高、热影响区小、适应材料广泛等优点,因此在金属加工、航空航天、汽车制造、电子电气、广告制作等领域得到了广泛应用。