金屬材料與非金屬材料激光切割的區(qū)別有哪些

金屬材料激光切割

幾乎所有的金屬材料在室溫下都對紅外線具有高反射率。例如10.6pum的二氧化碳激光吸收率僅為0.5%～10%。然而，當(dāng)功率密度超過 106W/cm2 的聚焦光束照射在金屬表面時，表面會在幾微秒內(nèi)開始熔化。大多數(shù)熔融金屬的吸收率會急劇上升，一般上升到60%~80%。因此，CO2 激光器已成功用于許多金屬切割實踐。

現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)可切割的碳鋼板大厚度已超過20mm。采用氧氣輔助熔化切割法切割碳鋼板，切口可控制在滿意的寬度范圍內(nèi)，薄鋼板切口可窄至0.1mm左右。激光切割是一種有效的不銹鋼板加工方法?？蓪嵊绊憛^(qū)控制在較小范圍內(nèi)，從而很好地保持其耐蝕性。大多數(shù)合金結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼都可以通過激光切割方法獲得良好的切邊質(zhì)量。

鋁及鋁合金不能用氧熔切割，必須使用熔切機構(gòu)。鋁激光切割需要高功率密度來克服其對 10.6um 波長激光的高反射率。波長為1.06um的YAG激光束由于吸收率高，可以大大提高鋁材激光切割的切割質(zhì)量和速度。

航空工業(yè)常用的鈦及鈦合金以氧氣為輔助氣體，化學(xué)反應(yīng)劇烈，切削速度快，但容易在切削刃上形成氧化層，甚至引起過燒。使用惰性氣體作為輔助氣體更安全，保證切割質(zhì)量。

大多數(shù)鎳基合金也可以用氧氣助熔劑切割。銅及銅合金的反射率太高，用10.6pm的二氧化碳激光基本無法切割。

非金屬材料的激光切割

10.6um的二氧化碳激光束很容易被非金屬材料吸收，其較低的反射率和蒸發(fā)溫度，使吸收的光能幾乎全部進入材料內(nèi)部，并在瞬間引起蒸發(fā)形成孔洞，在切割過程中進入良性循環(huán)。塑料、橡膠、木材、紙制品、皮革、天然織物和其他有機材料都可以用激光切割。但是需要限制木材的厚度，木板的厚度在75mm以內(nèi)，層壓板和刨花板的厚度在25mm左右。無機材料中，石英和陶瓷可以用激光切割，后者適合控制斷裂切割，不允許高功率。玻璃和石材一般不適合激光切割。

其他用常規(guī)方法難以加工的材料，如復(fù)合材料、硬質(zhì)合金等，可以用激光切割，但必須通過實驗選擇合理的切割機理和工藝參數(shù)。