• 與其它常用的切割機方法相比，激光切割機有以下優點；

  
  

• 1．切割質量方面

     (1)激光切割切縫窄，可以節約原材料，

     (2)切縫垂直度好，表面光潔。無需后續再加工工序及清潔處理即可用于零件成形和焊接；

     (3)切邊無毛刺，無機械應力．熱影響區小，基本無變形

     (4)激光切割的深寬比大．對金屬材料可達20：1左右，對非金屬材料可達100：1以上。

  
  

• 2．切割過程方面

    (1)激光切割速度快。噪聲低。 ；

    (2)切割過程中無“刀具”磨損問題，適臺于所有材料；

  
  

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激光切割的基本方法及機理

• 從激光切割各種材料的物理過程來看．激光切割大致分為以下六類；
  

• 1  汽化切割

     汽化切割，指被加工材料的去除主要是通過使材料汽化的方式進行的。在汽化切割過程中，工件表而在聚焦激光束的作用下；，溫度迅速上升到汽化溫度，材料大量汽化，形成的高壓蒸氣以超音速向外噴射。同時在激光作用區內形成“孔洞”，激光束在孔洞內多次反射又使材料對激光的吸收豐迅速提高。

• 在高壓蒸氣高速噴射的過程中，切縫內的熔融物被同時從切縫處吹走，直至將工件切斷。內于汽化切割主要靠使材料汽化的方式進行，因此所需的功率密度很高，一般應達到每平方厘米就有10的八次方瓦以上。汽化切割是激光切割 一些低燃點材料(如木材、碳和某些塑料)以及難熔性材料(如陶瓷等)時常采月的方法。用脈沖激光器切割材料時也多采用汽化切割的方法。

  
  

• 2．熔化切割

     在激光切割過程中，如果增加一個與激光束同軸的輔助吹氣系統，使切割過程中熔融物的去除不是單靠材料汽化本身，而主要是依靠高速輔助氣流的吹動作用，將熔融物連續不斷地從切縫中吹走，這樣的切割過程稱為熔化切割。

• 在熔化切割過程中，工件溫度不再需要被加熱到汽化溫度以上，因此所需的激光功率密度可大大降低。由材料熔化與汽化的潛熱比可知，熔化切割所需激光功率僅為汽化切割方法的1／10。

  
  

• 3.反應熔化切割

     在熔化切割中．如果輔助氣流不僅僅是把切縫內的熔融物吹走，而且還能夠與工件發生改熱反應，使切割過程增加另—熱源，這樣的切割稱為反應熔化切割。通常能與工件發生反應的氣體是氧氣或含有氧氣的混合氣休。

  
  

• 當工件表面溫度達到燃點溫度時，就會發生強烈的燃燒放熱反應，可大大提高激光切割的能力。對于低碳鋼和不銹鋼，燃燒放熱反應提供的能量是60％。對于鈦等活性金屬，燃燒提供的能量大約是90％。

• 因此，反應熔化切割與激光汽化切割、—般熔化切割相比，所需的激光功率密度更低，僅為汽化切割的1／20，熔化切割的1/2。然而，在反應熔化切割中，內于燃燒反應會使材料表面發生一些化學變化，從而對工件的性能會有影響。

  
  

• 例如對于鈦．在切縫邊緣會形成非常硬的氧化層，該氧化層極易破裂，影響很嚴重，對于低碳鋼，除了在切口表面形成一層很薄的改性氧化層外．其它影響很小。而且，這種氧化物熔渣的。流動性較好。不像金屬熔渣那樣緊附在基體金屬之上。對于不誘鋼．生成的氧化物主要出由高熔點材料組成。

  
  

• 4.熱應力切割

     脆性材料在激光束的加熱下．其表面易產生較大的應力．從而能夠整齊、迅油地通過激光加熱的應力點引起斷裂．這樣的切割過程稱為激光熱應力切割。熱應力切割的機理為：激光束加熱脆性材料的某一區域．使其產生明顯的溫度梯度。

• 工件表面溫度較高要發生膨脹．而工件內層溫度較低要阻礙膨脹，結果在工件表面產生拉應力．內層產生徑向的擠壓應力。當這兩種應力超過工件本身的斷裂極限強度時。便會在工件上出現裂紋。出于這種裂紋的發展。

• 使得工件沿裂紋斷開。熱應力切割的速度—股為m/s量級。這種切割方法適用于切割玻璃、陶瓷等材料．實驗表面熱應力切割玻璃的效果非常好．切割速度、切邊質量和精度郁很高。熱應力切割所需的激光功率很小。功率太高會引起工件表面熔化。并破壞切邊質量。

  
  

• 5.激光劃片

    這種方法主要用于：半導體材料；利用功率密度很高的激光束在半導體構料工件表面劃出—個個淺的溝槽，由于這種溝槽削弱了半導體材料的結合力．可通達機械的方法或振動的方法使其斷裂。激光劃片的質量用表面碎片和熱影響區的大小來衡量。

  
  

• 6冷切割

     這是一種新型加工方法，是隨著最近幾年紫外波段的高功率準分子激光器的出現而提出來的。  它的基本原理：紫外光子的能量同許多有機材料的結合能相近，用這樣的高能光子去撞擊有機材料的結合鍵并使其破裂。從而達到切割的目的。這種新技術具有廣闊的應用前景，持別是在電子行業中的應用會很廣。

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