激光切割技术是一种综合性的高科技技术,它交叉了光学、材料科学与工程、机械制造、数控技术和电子技术等学科,属于当前国内外科技和行业共同关注的热点。50多年来,激光加工技术和应用迅速发展,已与多个学科相结合,形成了多个技术应用领域,而激光的主要加工技术包括:激光切割、激光焊接、激光打标、激光打孔、激光热处理、激光快速成型、激光涂层等。
激光切割技术是激光技术在工业上的主要应用,它加速了传统加工工业的转型,为现代工业加工提供了新的手段,已成为工业加工领域中应用最广泛的激光加工方法。激光切割技术已广泛应用于机械制造、桥梁建设、钣金加工、船舶和汽车制造、电子电气行业、航空航天等国民经济支柱产业。随着科学技术的不断进步和应用,激光切割技术将进一步向其他领域发展。
近年来,激光加工技术的发展非常迅速,其应用也越来越广泛,因此激光被称为“通用加工工具”、“未来制造系统的通用加工手段”。由于激光加工技术在先进工业国家企业中的广泛应用,其生产技术正在发生质变。激光切割技术是激光技术在工业上的主要应用,它加速了传统加工工业的转型,为现代工业加工提供了一种新的手段,已成为工业加工领域中应用最广泛的激光加工方法,可占整个激光加工行业的70%以上。
激光切割是利用聚焦高功率密度激光照射工件,超过阈值的激光功率密度,激光能量和活性气体化学反应的所有额外的辅助切削过程材料和吸收的热量产生的激光点温度急剧上升,沸腾后物料开始沸腾,并形成孔洞,随着梁与工件的相对运动,最终形成物料的纵缝,纵缝处的沉积物被一定的辅助气体吹走。
激光切割以其切割范围广、切割速度快、切割槽窄、切割质量好、热影响面积小、柔性大等优点在现代工业中得到了广泛的应用。激光切割技术也成为最成熟的激光加工技术之一。与其他光相比,激光具有高亮度、高指向性、高单色性、高相干性等特点。正是因为激光的这四个特性,才使它得到了广泛的应用,给激光加工带来了以下传统加工所不具备的有价值的特性:
(1)由于没有接触加工,而且激光束的能量和运动速度可以调节,所以可以实现多种加工。
(2)可用于加工多种金属、非金属,尤其可加工高硬度、高脆性和高熔点材料。
(3)激光加工过程中无“刀具”磨损,工件无“切削力”。
(4)激光加工工件热影响区小,工件热变形小,后续加工小。
(5)激光可在密闭容器内,用透明介质对工件进行激光加工。
(6)激光易于引导。通过聚焦可以实现方向变换,便于与数控系统配合,对于复杂工件的加工,因此,激光切割是一种非常灵活的切割方法。
(7)激光加工生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益显著