常用工程材料的激光切割工艺

激光切割的工艺过程及其参数分析1激光设备激光设备采用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心。

2激光束参数激光系统一般由激光器、激光传输系统、控制系统、运动系统、传感与检测系统组成，其核心为激光器。

激光器为CO2气体脉冲式激光器。

光束横截面上光强分布接近高斯分布．具有极好的光束质量，主要性能指标如下：激光波长：10.61xm脉冲功率：2.4kW;脉冲宽度；约l0ms功率密度：107W/cm2；激光发散角：1mrad激光功率稳定度：2％激光束焦点直径：Φ0.15-Φ0.30经1激光设备激光设备采用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心。

2 激光束参数激光系统一般由激光器、激光传输系统、控制系统、运动系统、传感与检测系统组成，其核心为激光器。

激光器为CO2气体脉冲式激光器。

光束横截面上光强分布接近高斯分布．具有极好的光束质量，主要性能指标如下：激光波长：10.61xm脉冲功率：2.4kW;脉冲宽度；约l0ms功率密度：107W/cm2；激光发散角：1mrad激光功率稳定度：2％激光束焦点直径：Φ0.15-Φ0.30经实践验证，激光冲裁复合加工中心CO2激光切割加工&de lt a;0.5mm-δ6mm板材的工艺特点及相关参数是：图1 氧气切割碳钢切缝粗糙度与料厚的关系（1）切口宽度窄（一般为0.15-0.30mm）、精度高（一般孔中心距误差为0.01-0.05mm，轮廓尺寸误差为0.05-0.2mm）、切口表面粗糙度好（一般Rz为1.6-6.41μm），切缝一般不需再加工即可焊接。

由图1可以看出切缝粗糙度与料厚成正比。

（2）采用2kW激光功率，6mm厚不锈钢的切割速度为1.2m/min；δ2mm厚不锈钢的切割速度为3.6m/min，热影响区微小，变形极小。

以上优点足以证明：CO2激光切割成为发展迅速的一种先进加工方法。

由图2可以看出材料的最大切割速度与料厚成反比。

图2 几种常见材料的最大切割速度与料厚的关系3 工艺过程及工艺参数3.1 数控编制切割工艺用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心附带的TOPS300工艺编程软件进行数控编程，同时完成材料的下料尺寸计算、排样、工艺参数设定。

激光切割是一种利用激光功率密度达到一定标准后可加工各种钢板材质，且可加工几毫米厚的板料的切割工艺。

激光切割属于热切割方法之一，具体包括以下几种：
1. 激光汽化切割：利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。

这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。

材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。

2. 激光熔化切割：激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。

激光熔化切割不需要使金属完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。

3. 激光氧气切割：激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。

它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。

此外，激光切割还可以分为激光划片与控制断裂、激光氧气切割和激光滑片与控制断裂四类。

与其他热切割方法相比较，激光切割总的特点是切割速度快、质量高。

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。

常用粗糙度
常用粗糙度是指在工业制造和工程设计中，为了改善材料表面质量、提高生产效率和降低成本，常常采用一些技术手段来处理表面，这些技术手段被称为粗糙度处理。

常用的粗糙度处理技术包括:
1. 机械打磨：机械打磨是利用机械力、摩擦力和压力来去除材料表面的毛刺、凸起和不平，以达到表面粗糙度的要求。

机械打磨可以根据不同的需求和材料选择不同的砂纸、磨石和磨头，以达到最佳的粗糙度效果。

2. 化学处理：化学处理是通过化学反应来改变材料表面的物理和化学性质，以达到粗糙度处理的目的。

常用的化学处理技术包括酸洗、碱洗、氧化和电镀等。

3. 激光切割：激光切割是一种高精度的切割技术，可以利用激光束对材料进行高精度的切割和镂空。

在粗糙度处理方面，激光切割可以用于去除材料表面的毛刺、凸起和不平，也可以用于制造微粗糙度表面。

4. 电火花加工：电火花加工是利用电火花放电的原理对材料进行加工。

在粗糙度处理方面，电火花加工可以用于去除材料表面的毛刺、凸起和不平，也可以用于制造微粗糙度表面。

常用的粗糙度处理技术多种多样，可以根据具体的应用场景和需求选择合适的技术。

粗糙度处理技术不仅可以提高材料表面的质量和精度，还可以提高生产效率和降低成本。

基于激光切割不锈钢板工艺参数研究摘要：工业领域，材料加工对于表面质量、尺寸精度都有较高要求。

在不锈钢切割过程，运用激光切割工艺，接缝质量良好，能够应用在航天、机械和船舶制造多个领域当中。

下文对于激光切割工作原理进行分析，探讨不锈钢板利用激光切割参数运用，并对工艺运用质量进行分析。

关键词：激光切割；不锈钢板；工艺参数引言：在加工不锈钢板过程，利用激光切割，能够快速在工件表面汇集高能激光束，使材料熔化，或者将其蒸发。

因为不锈钢属于重点工程材料之一，氧化物黏度低，且熔点高，非常适合利用激光切割的方法进行加工，研究加工过程工艺参数的应用对于工业生产具有指导性作用。

一、激光切割的原理分析激光切割过程，激光束会在材料外表聚焦为小孔，形成黑体，吸收率增加，让孔洞加深，利用辅助气体使材料蒸气被吹出接口。

如果利用激光熔化这一切割技术，激光束能熔化材料，利用辅助气体在材料气化前加压射流，从接口处去除。

受到喷嘴影响，激光、气流二者方向相同。

超声速流产生，材料可快速融化，且消耗功率小，仅为气化环节1/10左右。

用氧气当作辅助气，激光束和熔融板材二者还能发生放热反应，且气化切割速度超过融化切割速度5倍。

运用激光断裂材料，经过加热后材料就会快速升温，光斑周围产生应力，还会被压缩，待光速完全通过后，被压缩的应力呈现松弛状态，残余拉应力也随之产生，减压作用明显，受到应力影响，沿激光方向，裂纹逐渐扩展，使得工件材料分离[1]。

应用激光切割工艺，在初始切割阶段，试样边缘会由于拉应力的出现导致被切割的材料断裂，之后在激光光斑周围材料应力被逐渐压缩，待激光全部通过之后，材料受到的压应力，主要是塑性应力得到释放，不断松弛，呈现出残余应力，使被切割材料自上至下出现断裂。

在切割的后期，是材料断裂的不稳定时期，因为裂纹的尖部位置产生应力是和厚度方向同向拉力，导致部件出现不稳定的裂纹，因此，该技术主要应用于基板切割。

二、激光切割不锈钢板工艺参数研究者借助激光切割，针对304型不锈钢材质齿轮加工质量展开研究，优化了部件平均粗糙度，经过观察后，部件外表形态均匀，仅顶部有编织图案，底部存在浮渣，部件的外表未产生麻点、裂纹问题。

激光切割技术国内进展及应用案例学院：机械工程学院系：机械制造班级：11机制2班制作人：刘卓聿、雷丰源指导老师：龚老师【摘要】随着我国国民经济的快速发展，我国正从一个制造大国向制造强国迈进。

激光加工制造技术是一项集光、机、电于一体的先进制造技术，在许多行业中已得到了越来越普遍的应用。

而在工业生产中，激光切割占激光加工的比例大约在70﹪以上，是激光加工行业中最重要的一项应用技术。

本文深入浅出地介绍了目前常用的激光切割技术，而且内容丰富、实用性强。

【关键词】激光加工、激光切割技术目录一、激光切割的基本技术二、激光切割技术的优点三、激光切割技术的发展四、国内激光技术现况五、激光切割技术的分类5.1汽化切割5.2熔化切割5.3氧化融化切割5.4控制断裂切割六、激光切割技术的应用七、参考文献一、激光切割的基本技术激光：(LASER-Light Amplification of Stimulate Emission Radiation)是利用原子或分子受激辐射的原理，使工作物质受激而产生的一种单色性高，方向性强，亮度高的光束。

激光器：激活介质、激活装置、光学谐振腔激光器按工作介质来分类分为固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体激光器，此为，还有化学激光器和自由电子激光器等。

原理：利用高功率密度的激光束来穿过材料表面，在极短的时间内将材料加热到几千甚至上万度，使材料融化或者气化，并用高压气体将融化或者汽化的物质从切缝中吹走，以达到切割材料的目的。

经过30多年的发展，现已开发的激光器超过200多种，种类繁多，特点各异，用途也各不相同。

虽然激光器的种类繁多，但目前适用于激光切割的工业化和YAG激光器。

激光器主要是CO2激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。

二、激光切割技术的优点激光加工技术与传统加工技术相比具有很多优点，所以得到如此广泛的应用。

钣金常见制造工艺第一章﹕下料1.激光（镭射）2.NCT3.剪床4.线切割第二章﹕成型1.凸包（半剪）2.抽桥3.色拉孔4.抽孔&抽芽第三章：折弯1.折床的工作原理2.折床的运动方式3.折弯加工顺序的基本原则4.折床上下模的基本知识5.折床折弯加工工艺及注意事项第四章﹕联接与紧固1.TOX铆合2.焊接3.抽孔铆合4.拉钉铆合第五章﹕表面处理1.拉丝2.喷丸和喷砂3.金属镀覆和化学处理4.钣金制造中的金属镀覆和化学处理5.涂装(烤漆)6.抛光7.研磨处理第一章下料1.激光(镭射)●激光切割的原理:激光切割是由电子放电作为供给能源,通过He、N2、CO2等混合气体为激发媒介,利用反射镜组聚焦产生激光光束,从而对材料进行切割.激光切割的过程:在数控计算机程序的激发和驱动下,激光发生器内产生出特定模式和类型的激光,经过光路系统传送到切割头,并聚焦于工件表面将金属熔化;同时喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走;在由程控的伺服电机驱动下,切割头按照预定路线运动,从而切割出各种形状的工件.●切割方法1) 激光熔融切割：在激光熔融切割中,工件材料局部熔化,液态材料被气体吹走,形成切缝.切割仅在液态下进行,故称为熔融切割.切割时在与激光同轴的方向供给高纯度的不活泼气体,辅助气体仅将熔融金属吹出切缝.不与金属反应.2) 激光火焰切割：与激光熔融切割不同,激光火焰切割使用活泼的氧气作为辅助气体.由于氧与已经炽热了的金属发生化学反应,释放出大量的热,结果是材料进一步被加热.3) 激光气化切割：在激光气化切割中,依靠极高的能量密度将切缝处的材料气化.这种方法切割时金属很快蒸发,可避免熔滴飞溅.各种切割方法的选择和优缺点：选择切割方法,需考虑它们的特点和板件的材料,有时也要考虑切割的形状.由于气化相对熔化需要更多的热量,因此激光熔融切割的速度比激光气化切割的速度快,激光火焰切割则借助氧气与金属的反应热使速度更快;同时,火焰切割的切缝宽,粗糙度高,热影响区大因此切缝质量相对较差,而熔融切割割缝平整,表面质量高,气化切割因没有熔滴飞溅,切割质量最好.另外,熔融切割和气化切割可获得无氧化切缝,对于有特殊要求的切割有重要意义。

金属切割通用工艺规程1. 引言本文档旨在提供金属切割的通用工艺规程，以确保安全、高效和质量可控的金属切割过程。

2. 材料选择2.1 选择适合切割的金属材料，如碳钢、不锈钢、铝合金等。

2.2 确保所选材料符合工程要求，并检查材料是否存在缺陷和损伤。

3. 设备准备3.1 配备合适的金属切割设备，如等离子切割机、激光切割机等。

3.2 检查设备的工作状态和安全性能，以确保设备正常运行。

3.3 为设备提供足够的电力和气体供应。

4. 切割工艺参数4.1 根据具体材料和切割要求，确定适当的切割速度、切割厚度和切割角度。

4.2 确保切割工艺参数符合相关标准和要求。

5. 安全操作5.1 操作人员必须接受相关培训，并具备相关的技能和知识。

5.2 切割现场必须保持清洁和整洁，避免杂物和易燃物靠近切割区域。

5.3 操作人员必须佩戴适当的个人防护装备，如安全帽、护目镜、防护手套等。

5.4 确保设备和电气线路接地良好，避免触电和火灾风险。

6. 质量控制6.1 定期检验和校准切割设备，保证其准确度和稳定性。

6.2 对切割后的工件进行质量检查，如尺寸、表面质量等。

6.3 如发现质量问题，及时调整切割参数和工艺控制，确保产品符合要求。

7. 相关法律法规7.1 遵守国家和地区相关的安全、环境和劳动法规。

7.2 确保切割过程不会对周围环境和他人产生负面影响。

8. 总结本文档列举了金属切割的通用工艺规程，包括材料选择、设备准备、切割工艺参数、安全操作、质量控制和相关法律法规等。

执行本规程将有助于确保金属切割过程的安全性和可控性，以及产品质量的稳定性和一致性。

激光切割工艺的介绍：
1.工作原理：激光切割工艺的工作原理是将高能激光束照射到
材料表面，通过瞬间的高温使材料熔化、汽化或达到燃点，同时用高速气流将熔化或燃烧的材料吹走，从而实现切割。

2.特点：激光切割具有高精度、高效率、高自动化等优点，可
以实现快速、准确的切割，尤其适合于薄板材料和精密零件的加工。

此外，激光切割还可以通过改变激光参数或采用不同的辅助气体来切割不同材料。

3.分类：激光切割工艺可以根据不同的分类方式进行分类。

根
据切割方式，可以分为激光熔化切割、激光划片切割和激光控制断裂切割等。

根据激光器类型，可以分为固体激光切割和气体激光切割等。

4.应用范围：激光切割工艺广泛应用于汽车、航空、石油、化
工、轻工、食品等领域，可以加工各种金属材料和非金属材料，如不锈钢、碳钢、铝、铜、陶瓷、玻璃等。

5.发展趋势：随着科技的不断发展，激光切割工艺也在不断进
步和完善。

未来，激光切割工艺将朝着高速度、高精度、高质量、智能化的方向发展，同时随着新材料的不断涌现，对激光切割工艺的要求也将不断提高。

ηη激光切割技术激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。

脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。

现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。

激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。

从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。

在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙炔火焰切割；对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。

七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。

为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。

各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。

CO2激光切割技术比其他方法的明显优点是：（1）切割质量好。

切口宽度窄（一般为0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为12.5--25μm）,切缝一般不需要再加工即可焊接。

（2）切割速度快。

例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min；2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。

（3）清洁、安全、无污染。

大大改善了操作人员的工作环境。

当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。

但是就以上显著的优点足以证明：CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。

它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。

九十年代以来,由于我国社会主义市场经济的发展,企业间竞争激烈,每个企业必须根据自身条件正确选择某些先进制造技术以提高产品质量和生产效率。

高分子切割是一个重要的科学和工程问题，涉及到材料科学、化学、生物学等多个领域。

切割高分子材料的方法主要有机械切割、化学切割和物理切割等。

本文将从不同角度探讨高分子切割的方法、原理和应用，以及未来发展趋势。

首先，让我们了解一下高分子材料的基本性质。

高分子是由许多重复的结构单元组成的大分子，具有很高的强度和韧性。

它们在工业、医疗、生物等领域有着广泛的应用。

然而，高分子材料在某些情况下也需要进行切割，例如制造过程中需要裁剪、修复受损部件等。

机械切割是一种常用的方法，通常使用刀片、锯、激光切割等工具。

其中，激光切割是一种高效、精确的切割方法，利用激光的高能量密度和快速移动的特点，将高分子材料熔化并分离。

然而，这种方法可能会对高分子材料的表面造成损伤，影响其性能和使用寿命。

化学切割也是一种常见的方法，利用化学试剂与高分子材料发生反应，将其分解成可分离的碎片。

例如，使用强酸或强碱可以破坏高分子材料的化学键，从而实现切割。

这种方法对环境的影响较大，需要严格控制试剂的用量和排放。

除了上述方法外，还可以利用物理方法进行高分子切割，例如超声波切割和电热切割等。

超声波切割利用高频振动产生的声波将高分子材料撕裂；电热切割则是通过加热高分子材料使其达到熔点，从而进行切割。

这些方法不仅效率高、效果好，而且对环境的影响较小。

那么，如何评价高分子切割的效果呢？一般来说，切割质量主要取决于切割表面的平整度和精度。

此外，切割后的材料性能是否受到影响也是一个重要的评价指标。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的方法和设备，并进行实验验证和优化。

未来，随着科技的不断进步和环保要求的提高，高分子切割技术将朝着更加高效、环保、智能化的方向发展。

例如，可以利用人工智能和机器学习技术对高分子材料进行自动识别和切割，提高生产效率和精度；还可以开发更加环保的切割试剂和设备，减少对环境的污染。

总之，高分子切割是一个具有重要意义的课题，涉及到多个学科领域。