激光切割的四种切割方式

激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触处理方法。激光束聚焦后形成高能量密度光斑，具有切割的特点。激光切割主要有四种不同的切割方法来处理不同的情况。

1.熔化切割

在激光熔化切割中，工件局部熔化后，借助气流喷射熔化材料。由于材料的转移只发生在其液体状态下，因此该过程称为激光熔化切割。激光熔化切割时，当然是将材料加热到一定温度下熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷射非氧化气体，利用气体压力排出液体金属，形成切口。激光熔化切割所需能量仅为蒸发切割的1/10，不需要完全蒸发金属。激光熔化切割可获得铁材料和钛金属的无氧化切口。对于钢材，产生熔化但不气化的激光功率密度在104W/cm2~105W/cm2之间。

2.汽化切割

在激光蒸发切割过程中，采用高能量、高密度的激光束加热工件，使温度升高，并在很短的时间内将材料蒸发成蒸汽。当这些蒸汽喷出时，材料上会形成一个切口，从而达到切割效果。然而，一般来说，材料蒸发的热量很大，因此材料表面温度上升到沸点温度的速度如此之快，以避免热传导引起的熔化。因此，一些材料蒸发成蒸汽消失，一些材料作为喷射物从接缝底部被辅助气体吹走。在这种情况下，需要非常高的激光功率。为了防止材料的蒸汽凝结到接缝壁上，材料的厚度不得大大超过激光束的直径。因此，该处理仅适用于避免熔化材料排除的情况。激光蒸发切割中使用的材料一般包括极薄的金属材料和非金属材料。在板材厚度一定的情况下，樶大切割速度与材料的气化温度相反。所需的激光功率仅限于108W/cm2，樶大切割深度和光束焦点位置。假设有足够的激光功率。

3.氧化熔化切割(激光火焰切割)

惰性气体通常用于熔化切割。如果用氧气或其他活性气体代替，材料在激光束的照射下被点燃，与氧气发生强烈的化学反应，产生另一个热源，使材料进一步加热，称为氧化熔化切割。由于这种效果，该方法可以获得的切割速率高于熔化切割。另一方面，该方法可能比熔化切割的切割质量差。事实上，它会产生更宽的接缝，明显的粗糙度，增加热影响区域，边缘质量较差。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时不好（有烧掉尖角的危险）。

4.控制断裂切割

对于易受热损伤的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切割，称为控制断裂切割。该切割过程的主要内容是：激光束加热脆性材料的小区域，导致该区域的热梯度大，机械变形严重，导致材料形成裂缝。只要保持平衡的加热梯度，激光束就可以在任何需要的方向引导裂缝。这种切割材料通常是脆性材料。