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激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描,使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,然后施加一定的壓力,脆性材料就會(huì)沿小槽處裂開(kāi)。激光劃片用的激光器一般為Q開(kāi)關(guān)激光器和CO2激光器。
控制斷裂是利用激光刻槽時(shí)所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布,在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力,使材料沿小槽斷開(kāi)。
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。
⑴ 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后一道工序,無(wú)需機(jī)械加工,零部件可直接使用。
③ 材料經(jīng)過(guò)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(zhǎng)方形。激光切割、氧切割和等離子切割方法的比較見(jiàn)表1,切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。
激光有很多特性:首先,激光是單色的,或者說(shuō)是單頻的。有一些激光器可以同時(shí)產(chǎn)生不同頻率的激光,但是這些激光是互相隔離的,使用時(shí)也是分開(kāi)的。其次,激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一個(gè)“波列”。再次,激光是高度集中的,也就是說(shuō)它要走很長(zhǎng)的一段距離才會(huì)出現(xiàn)分散或者收斂的現(xiàn)象。伽馬射線——是波長(zhǎng)從10^-10~10^-14米的電磁波。這種不可見(jiàn)的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來(lái)的,性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出。γ射線的穿透力很強(qiáng),對(duì)生物的破壞力很大。由此看來(lái),激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因?yàn)樗淖饔梅秶苄。话阒挥幸粋€(gè)點(diǎn)),短時(shí)間里聚集起大量的能量,用也就可以理解了。
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加工站是專門對(duì)外承接激光加工業(yè)務(wù)的,自身無(wú)主導(dǎo)產(chǎn)品。它的存在一方面可滿足一些中小企業(yè)加工的需要;一方面在初期對(duì)推廣應(yīng)用激光切割技術(shù)起到宣傳示范的作用。1999年美國(guó)全國(guó)共有激光加工站2700家,其中51%從事激光切割工作。八十年代中國(guó)激光加工站主要從事激光熱處理工作,九十年代后,激光切割及攻站逐步增加。在此基礎(chǔ)上隨著中國(guó)大中型企業(yè)體制改革的深入和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng),越來(lái)越多的企業(yè)將采用CO2激光切割技術(shù)。
從目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況分析,CO2激光切割廣泛應(yīng)用于12mm厚的低碳鋼板;6mm厚的不銹鋼板及;20mm厚的非金屬材料。對(duì)于三維空間曲線的切割,在汽車、航空工業(yè)中也開(kāi)始獲得了應(yīng)用。
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激光切割加工不銹鋼、碳鋼、鋁板,可用于機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)、廣告制作等。可以做金屬工藝品、鐵藝品、燈飾品等,用于酒店建筑裝飾、工裝、家裝、藝術(shù)品擺飾等。
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在切割過(guò)程中,可以是噴嘴與光束平行工作,這樣可以使噴出的氣體將光束溶解的灰渣吹走,保證激光切割的質(zhì)量,在切割l頭的運(yùn)動(dòng)下,按照事先規(guī)定好的路線進(jìn)行行動(dòng),這樣就能夠按照之前的想法制作出相對(duì)應(yīng)的形狀的工件;激光切割工作的原理就比傳統(tǒng)制造工件的方法有利,激光束可以聚集一個(gè)光點(diǎn),受熱面積較小,這樣受熱快,不容易出現(xiàn)工件變形的情況,加工制作的效果可以得到肯定,激光切割這種方式屬于無(wú)接觸式的,不會(huì)出現(xiàn)刀具轉(zhuǎn)換的問(wèn)題,操作比較方便。
目前激光切割這種方式逐漸代替了傳統(tǒng)的方式,到目前的應(yīng)用也是比較廣泛的,提高了工作的效率和質(zhì)量,所以要想切割出滿意的作品,要合理的使用器械,這樣可以減少操作時(shí)的失誤。