激光加工的原理

激光切割加工原理主要是利用高功率密度的激光束照射到材料表面，使材料迅速熔化、汽化或燃烧，从而达到切割的目的。以下是激光切割加工原理的详细解释：

 

一、激光的产生与聚焦

激光的产生‌：激光由激光器产生，激光器主要由泵浦源、增益介质和光学谐振腔三部分组成。泵浦源向增益介质提供能量，增益介质吸收能量后产生受激辐射，光学谐振腔则对受激辐射进行放大和整形，最 终形成高功率密度的激光束。

 

激光的聚焦‌：通过聚焦透镜或反射镜，将激光束聚焦到一个很小的点，形成高功率密度的激光束，这个点就是激光切割的“热源”。

 

二、材料表面的物理变化

反射‌：当激光束照射到材料表面时，部分激光会被反射。

吸收‌：部分激光会被材料吸收，转化为热能。

热传导‌：吸收的热量通过热传导向材料内部传递，形成热影响区。

熔化与汽化‌：随着热量的积累，材料表面温度迅速升高，达到熔点时开始熔化，形成熔池；当温度继续升高达到

点时，材料开始汽化，形成蒸汽。

燃烧‌：对于某些易燃材料，如木材、塑料等，激光束的高温可以使材料表面发生燃烧反应，产生气体，进一步加速切割过程。

 

三、切割过程与辅助气体

切割头移动‌：切割头沿着预定的轨迹移动，激光束在材料表面形成连续的切割线。

‌辅助气体的作用‌：在切割过程中，通常会使用辅助气体，如氧气、氮气或氩气等。这些气体可以帮助去除熔化或汽化的材料，提高切割速度和质量。对于某些材料，如碳钢，氧气可以作为活性气体与熔融金属发生氧化反应，放出大量的氧化热，同时把熔融的氧化物与熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。

 

四、激光切割的特点与优势

切割质量好‌：激光切割切口细窄，切割表面光洁美观，工件变形小，切割精度高。

切割效率高‌：整个切割过程可以全 部实现数控编程和自动化控制，切割速度快。

非接触式切割‌：激光切割与工件无接触，不存在工具磨损问题。

 

激光切割加工原理是一个复杂而精细的过程，涉及激光的产生、聚焦、材料表面的物理变化以及切割过程与辅助气体的使用等多个方面。正是这些因素的共同作用，使得激光切割具有切割质量好、效率高和非接触式加工等优势。

 

来源：互联网

 

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