激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点,把它应用于切割有许多特点。首先,激光光能转换成惊人的热能保持在的区域内,可提供⑴狭的直边割缝;⑵i小的邻近切边的热影响区;⑶的局部变形。利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割。其次,激光束对工件不施加任何力,它是无接触切割工具,这就意味着⑴工件无机械变形;⑵无刀具磨损,也谈不上刀具的转换问题;⑶切割材料无须考虑它的硬度,也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响,任何硬度的材料都可以切割。
与其它常规加工方法相比,激光切割具有更大的适应性。精密激光打孔机是利用功率密度为l07-109W/cm2的高能激光束对材料进行瞬时作用,作用时间只有10-3-10-5s,因此激光打孔速度非常快。首先,与其他热切割方法相比,同样作为热切割过程,别的方法不能象激光束那样作用于一个的区域,结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。激光能切割非金属,而其它热切割方法则不能。一般来说,激光切割质量可以由以下6个标准来衡量。⒈切割表面粗糙度Rz⒉切口挂渣尺寸⒊切边垂直度和斜度u⒋切割边缘圆角尺寸r⒌条纹后拖量n⒍平面度F
在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。⑵为了提高生产效率,研究开发各种切割系统,材料输送系统,直线电机驱动系统等,如今切割系统的切割速度已超过100m/min。一些不能熔化的材料,如木材、碳素材料和某些塑料就是通过这种汽化切割方法切割成形的。汽化切割过程中,蒸汽随身带走熔化质点和冲刷碎屑,形成孔洞。汽化过程中,大约40%的材料化作蒸汽消失,而有60%的材料是以熔滴的形式被气流驱除的。